Gli scienziati dell'Ames Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno scoperto uno stato di magnetismo che potrebbe essere l'anello mancante per comprendere la relazione tra magnetismo e superconduttività non convenzionale. La ricerca, recentemente pubblicato in npj Materiali quantistici , fornisce nuove allettanti possibilità per raggiungere stati superconduttori nei materiali a base di ferro.

"Nella ricerca dei materiali quantistici, è stato a lungo teorizzato che ci siano tre tipi di magnetismo associati alla superconduttività. Un tipo è molto comune, un altro tipo è molto limitato e si trova solo in rare situazioni, e questo terzo tipo era sconosciuto, fino alla nostra scoperta, " ha detto Paul Canfield, uno scienziato senior presso l'Ames Laboratory e un Distinguished Professor e il Robert Allen Wright Professor di Fisica e Astronomia presso la Iowa State University.

Gli scienziati sospettavano che il materiale studiato, l'arseniuro di ferro CaKFe ₄ Come ₄ , era un superconduttore così forte perché c'era un ordinamento magnetico associato nascosto nelle vicinanze. Creare una variante del composto sostituendo cobalto e nichel in punti precisi, chiamato "doping, " ha leggermente distorto le disposizioni atomiche che hanno indotto il nuovo ordine magnetico pur mantenendo le sue proprietà superconduttive.

"Le risorse dei laboratori nazionali sono state essenziali per provvedere alla diversità delle tecniche necessarie per rivelare questo nuovo stato magnetico, " ha detto Canfield. "Siamo stati in grado di stabilizzarlo, è robusto, e ora siamo in grado di studiarlo. Pensiamo comprendendo i tre diversi tipi di magnetismo che possono dare vita a superconduttori a base di ferro, avremo un'idea migliore degli ingredienti necessari per questo tipo di superconduttività".

La ricerca è ulteriormente discussa nel documento, "Cristallo spin-vortice di Hedgehog stabilizzato in un superconduttore a base di ferro drogato con fori".