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Quantenphasenübergänge

In manchen Stoffen verlieren Elektronen aufgrund von Quantenphasenübergängen ihre gewohnten Eigenschaften. Die bei dem magnetischen Übergang in einer Cer-Kupfer-Gold-Legierung (CeCu6-xAux) auftretenden kritischen Fluktuationen lassen sich mit inelastischer Neutronenstreuung direkt nachweisen: Für kurze Momente bilden sich kleine magnetisch geordnete Bereiche, die wieder verschwinden. Die Abbildung zeigt eine aus vielen einzelnen Messungen zusammengesetzte Momentaufnahme dieser Fluktuationen. Die Falschfarbenkodierung gibt die ortsabhängige Stärke der Fluktuationen an, die in einer durch die Kristallachsen a* und c* aufgespannten Ebene auftreten. Die linienförmigen Strukturen, die Gebirgskämmen ähneln, entsprechen anomalen, besonders starken Fluktuationen. Die anomalen Fluktuation liegen den physikalischen Eigenschaften der Legierung am Quantenphasenübergang zwischen dem magnetisierten und unmagnetisierten Zustand zugrunde. (H. von Löhneysen, Universität Karlsruhe)