Гравитационная линза из спинов ✛

Оригинал: "Emergent curved space and gravitational lensing in quantum materials"
· Yugo Onishi, Nisarga Paul, Liang Fu
arXiv:2506.04335v2 · 2025-06-04 · CC BY 4.0 · 1 мин
В квантовом материале электроны изгибают свой путь, словно под действием невидимой гравитации, хотя никакой массы там нет.

В некоторых магнитных материалах спины электронов — их внутреннее вращение — выстраиваются в упорядоченный узор. Пролетая сквозь такой узор, электрон не успевает мгновенно подстроить собственный спин под окружение. Его траектория изгибается, будто он катится по невидимому искривлённому ландшафту. Удивительно, что для этого не нужно ни внешнего магнита, ни электрического поля — только коллективный танец спинов.

Этот эффект в миниатюре повторяет искривление пространства массивными телами, описанное Эйнштейном в общей теории относительности. Пучок электронов, проходя через материал, способен фокусироваться — в точности как свет далёкой звезды, огибающий чёрную дыру. Меняя узор спинов, такой «электронной линзой» можно управлять на лету, открывая дорогу к сверхкомпактным приборам и лабораторным моделям гравитационных явлений.

Гравитационное линзирование предсказал Эйнштейн в 1912 году, но первое наблюдение случилось лишь в 1979 году: астрономы увидели, как далёкий квазар раздвоился из-за массивной галактики.

Идея управляемого искривления путей частиц перекликается с варп-двигателями из научной фантастики, где пространство сжимается перед кораблём.

\frac{\tan \theta_1}{\tan \theta_2} = \sqrt{1 + \left(\frac{\pi l_C}{\lambda_s}\right)^2}
Отношение тангенсов углов падения и преломления на границе ферромагнетик–геликоид. Показывает, как спиновая текстура искривляет траекторию электрона: чем больше отношение l_C/λ_s, тем сильнее отклонение.
Учёные
Fritz ZwickyEnrico FermiPaul DiracSatyendra Nath BoseAlbert EinsteinRobert H. Dicke
Понятия
искривлённое пространство сильное линзирование квантовая теория поля в искривлённом пространстве-времени гравитационное поле эффекты квантовой гравитации гравитационная запутанность линзирование тёмной материи кривизна связь спина с кривизной классическая гравитация эффект Керра рождение частиц самовзаимодействие эффект Лензе — Тирринга увлечение инерциальных систем отсчёта плоское пространство световой пучок эмерджентность пространства-времени спин-орбитальная связь электронная жидкость