首次探测畴壁共隧穿引发的量子巴克豪森噪声

噪音通常在科学研究中被视为不受欢迎的因素，但有时它可以成为揭示控制系统隐藏机制的有力工具。最近发表的一篇论文，研究了一种新发现的现象：由畴壁共隧穿引起的量子巴克豪森噪声。

铁磁体，由于原子自旋排列而表现出净磁矩的材料，显示出一种被称为滞后的迷人特性。当受到外部磁场的作用时，材料的磁化强度不是平稳地变化，而是以离散的步骤跳跃。这些跳跃或雪崩伴随着一种被称为巴克豪森噪音的噼啪声，巴克豪森噪音是以1919年首次观察到这种噪音的德国物理学家命名的。

巴克豪森噪声的来源在于铁磁体的微观组织。这种材料被分成称为畴的区域，在这些区域中，原子自旋以特定的方向排列。畴壁是将不同磁化强度的畴分隔开的边界，起着至关重要的作用。当施加磁场时，这些畴壁移动和重新配置，导致观察到的磁化跳变。然而，经典的畴壁运动图像并不能完全解释巴克豪森噪声的复杂细节。

在经典范例中，畴壁运动受热涨落和势垒控制。然而，当我们将系统推向极低的温度和高磁场时，量子力学领域就占据了主导地位。在这里，量子隧穿的可能性出现了。量子隧道允许一个粒子，在这种情况下是一个畴壁，以有限的概率穿透一个经典禁止的能量势垒。