Кристалл PbCuTe₂O₆ напоминает трёхмерную паутину из меди, теллура и кислорода. Внутри неё магнитные моменты (крошечные стрелки, связанные со спинами электронов) запутаны так, что не могут выстроиться в привычный порядок даже вблизи абсолютного нуля. Это состояние называют квантовой спиновой жидкостью — магнитные стрелки постоянно колеблются, но никогда не застывают.
Физики под руководством Йоханнеса Кеплера (нет, не того, но исследователи из Института физики сложных систем) приложили к кристаллу направленное давление вдоль оси [110] — всего до 37,7 мегапаскалей, что примерно втрое меньше давления в велосипедной шине. Слабый нажим изменил расстояния между атомами, и паутина магнитных связей слегка перекосилась. При давлении выше 10,8 МПа магнитные флуктуации резко усилились, а внутренние поля стали распределяться шире. Это похоже на то, как натянутая рыболовная сеть при боковом ветре начинает колебаться сильнее, хотя ячейки остаются целыми.
Привычного магнитного порядка — когда все стрелки выстраиваются в одном направлении — не возникло. Вместо этого система перешла в новое состояние: медленные коллективные колебания сосуществуют с почти статическими корреляциями. Иными словами, магнитная паутина стала более жёсткой в одних местах, но сохранила подвижность в других. Это открывает чистый способ управлять запутанными магнитными системами, не внося химических примесей, а лишь слегка меняя геометрию кристалла.
как её написали авторы, на английском arXiv:2608.04782v1
We report muon spin relaxation/rotation ($$\mu$$SR) measurements of the candidate three-dimensional (3D) quantum spin liquid (QSL) PbCuTe$$_2$$O$$_6$$, hosting $$S=1/2$$ moments, under controlled in situ [110] uniaxial compression up to $$\sigma_{[110]}=37.7$$~MPa. A small directional lattice perturbation significantly modifies the local magnetic response, while above $$\sigma_{\rm cr}\sim10.8$$\,MPa the relaxation rates are strongly enhanced and the internal-field distribution is substantially broadened. These changes occur along with the local crystalline symmetry breaking. While, no evidence for conventional static long-range magnetic order is observed, the compression drives the system towards a structurally modified and strongly correlated state in which enhanced quasi-static correlations coexist with persistent slow spin dynamics. This work demonstrates a clean and symmetry-selective route to control frustrated exchange landscape and access hidden magnetic instabilities in a 3D QSL candidate opening up the possibilities to tune other correlated systems where intrinsic coupling between magnetic and lattice degrees of freedom are relevant.
Давление в 37,7 МПа, использованное в эксперименте, эквивалентно весу небольшого легкового автомобиля, распределённому на площадь почтовой марки.