Nova fase de “meio gelo, meio fogo” da matéria encontrada à espreita em um ímã: WebCuriosos
Um estado exótico de matéria foi encontrado à espreita dentro de um estado exótico anterior que havia descoberto em um composto magnético na última década.
Em 2016, os físicos Weiguo Yin, Christopher Roth e Alexei Tsvelik, do Laboratório Nacional Brookhaven, nos EUA, identificaram o que eles chamavam de “Meio fogo, meio gelo“Fase de estados de spin em SR3Couro6uma mistura de estrôncio, cobre, irídio e oxigênio.
Agora, eles encontraram o oposto: uma fase de meio gelo e meio fogo, na qual os elétrons dentro de duas estruturas diferentes trocam comportamentos.
Crítico para a descoberta é um conceito referido como frustração, uma descrição das interações entre partículas vizinhas. Alterar uma peça do quebra -cabeça, uma mudança de comportamento pode se agravar como uma mudança de fase.
No material de meio aro da equipe, o meio-gelo, os giros de elétrons em uma treliça de átomos de cobre são desordenados como as chamas tremeluzentes de um inferno. Os dos locais de iridium são congelados no lugar, dando -lhes uma atração magnética mais forte.
Conseguir que essa formação se mova parecia impossível de acordo com um padrão matemático de mudança de fase. No entanto, uma descoberta crítica levou a equipe a encontrar uma mudança definitiva de temperatura que vira todo o estado.
Essa reversibilidade é o avanço que Yin e Tsevik estavam procurando – a chave para desbloquear SR3Couro6potencial para ciência quântica da informação e microeletrônica.
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“Encontrar novos estados com propriedades físicas exóticas – e poder entender e controlar as transições entre esses estados – são problemas centrais nos campos da matéria condensada e ciência dos materiais”. Yin diz.
“A resolução desses problemas pode levar a grandes avanços em tecnologias como computação quântica e spoltronics”.
Os materiais magnéticos podem assumir várias formas diferentes. No material ferromagnético convencional, como o ferro, os giros das partículas estão alinhados na mesma direção. Um ferrimagnet é aquele em que dois estados de spin são encontrados, como SR3Couro6.
Conforme disposto no artigo de 2024 da equipe de sua descoberta de 2016, a estranha fase de meio fogo e meio gelo pode ser induzida por um campo magnético externo, e é bastante impressionante. Os giros de cobre se enquadram em um omnishables desordenados, enquanto o Iridium gira o regimento como soldados na atenção.
Isso é muito interessante, mas não muito útil por si só. Qubits, por exemplo – as unidades básicas da computação quântica – podem ser baseado em giros de elétronsmas esses spins precisam ser capazes de exibir os diferentes valores de o sistema binário. E os qubits ajustáveis - aqueles cujos rotações podem ser manipulados – são ainda mais úteis.
“Apesar de nossa extensa pesquisa, ainda não sabíamos como esse estado poderia ser utilizado, especialmente porque é bem conhecido há um século que o modelo de ising unidimensional, um modelo matemático estabelecido de ferromagnetismo que produz o estado de meio incrustante e meio gelo, não hospeda uma transição de fase de temperatura finita,” Tsvelik explica.
“Estávamos faltando peças do quebra -cabeça”.
Isso não apenas abre avenidas para pesquisas futuras sobre fases ocultas e suas transições; Isso também significa que a mudança de fase pode ser rigidamente controlada, abrindo um domínio inteiro de possíveis aplicações quânticas.
É importante observar, no entanto, que este é apenas um passo na jornada.
“Em seguida, vamos explorar o fenômeno do gelo de fogo em sistemas com rotações quânticas e com treliça adicional, carga e graus orbitais de liberdade”. Yin diz. “A porta de novas possibilidades está agora aberta”.
A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.
