Дослідження показало, що ефект Баркгаузена можуть викликати, зокрема, квантово-механічні явища.
Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) запустили “магнітну лавину” в матеріалі за допомогою квантового тунелювання. Це перша експериментальна демонстрація ефекту Баркгаузена в квантовому матеріалі. Результати відкриття знайдуть застосування під час розроблення квантових датчиків та інших електричних пристроїв, вважають учені.
Для експерименту вчені охолодили кристали фториду літію, гольмію та ітрію до температури, близької до абсолютного нуля. Навколо кристала вони встановили котушку, яка генерувала магнітне поле. Аналіз показав короткі сплески напруги, коли електрони оберталися групами і змінювали свою магнітну орієнтацію. Послідовність стрибків напруги, або ефект Баркгаузена, спостерігався, коли спінові групи перевертаються одна за одною.
Феромагнітні матеріали складаються з атомів з електронами, які діють як маленькі магніти. Зазвичай орієнтації таких магнітів збігаються всередині однієї області матеріалу, але різняться в різних. Однак під дією магнітного поля, орієнтації магнітів синхронізуються, і матеріал стає повністю намагніченим.
Вирівнювання не відбувається миттєво. Під дією магнітного поля “домени” – різні ділянки матеріалу – впливають на сусідні області, викликаючи поступове лавиноподібне поширення змін. Цей ефект у феромагнетиках 1919 року відкрив Генріх Баркгаузен.
Традиційна модель описує ці магнітні зміни за допомогою термічної активації: частинки мають на мить набути достатньої енергії, щоб перетнути енергетичний бар’єр, поширюючи зміни. Однак нове дослідження показує, що ці зміни також можуть відбуватися і за допомогою квантового тунелювання.