Jie Ma, ex ricercatore post-dottorato ORNL ora presso la Shanghai Jiao Tong University in Cina, sta utilizzando lo strumento HB-3A di HFIR per studiare l'ordine di spin in un materiale di ossido per produrre le prime immagini 3D delle sue configurazioni di spin. Queste informazioni consentiranno ai ricercatori di esplorare le proprietà magnetiche del materiale in modo più dettagliato, estendendo il regno dello spin quantistico, e fornire la comprensione che potrebbe essere applicata alle future tecnologie informatiche e ai dispositivi portatili. Attestazione:ORNL/Genevieve Martin
Jie Ma, un professore della Shanghai Jiao Tong University in Cina, sta usando neutroni al reattore isotopico ad alto flusso dell'Oak Ridge National Laboratory per scoprire un'immagine tridimensionale del reticolo magnetico di un materiale di ossido (Ba 2 CoTeO 6 ) contenente proprietà quantistiche che potrebbero fornire nuove informazioni su come gli "spin" degli elettroni possono migliorare l'elaborazione e l'archiviazione dei dati nei computer.
Per il suo esperimento, Ma sta usando il diffrattometro a quattro cerchi di HFIR, linea di fascio HB-3A. Spera di capire meglio lo spin quantistico, una proprietà unica che fa sì che i materiali mimino le caratteristiche magnetiche, anche se la particella non porta una carica.
"Gli scienziati hanno cercato liquidi con spin quantistico in sistemi a bassa dimensionalità, come il tricloruro di rutenio a reticolo magnetico 2-D a nido d'ape recentemente riportato da ORNL e il nostro lavoro su un reticolo triangolare 2-D. Ma, non molti di questi sistemi sono idealmente 2-D, senza interazioni tra gli strati 2D, "Ma ha detto. "Speriamo che la nuova immagine rivelata in questo esperimento ci dia una spiegazione più dettagliata del perché gli spin quantistici si comportano in quel modo".
La ricerca di Ma si concentra sulle interazioni magnetiche tra gli strati del materiale piuttosto che sulle interazioni individuali su ogni strato perché spesso sembrano perturbare gli spin quantistici in ogni strato e sono essenziali per capire come realizzare liquidi con spin quantistico reale.
In un precedente esperimento, Ma ha utilizzato campioni di polvere per caratterizzare la struttura del materiale. interessante, quando ha studiato il materiale in un campione di cristallo singolo a HB-3A, lo strumento ha rivelato una diversa struttura reticolare, portandolo a chiedersi se i nuovi risultati indicassero una differenza nel percorso verso gli stati di spin quantistico.
"La cosa interessante è che la struttura del reticolo è diversa tra i campioni di polvere e di cristallo singolo, "Ma ha detto. "Pensiamo che se il reticolo è un po' diverso qui, quindi la struttura magnetica potrebbe anche essere diversa per il materiale.
"Poiché siamo interessati alle proprietà magnetiche di un materiale con spin quantistici, i neutroni sono la tecnica migliore per studiare la struttura magnetica o la dinamica magnetica di questo materiale, " ha aggiunto. "Inoltre, HFIR è il reattore di ricerca più potente al mondo, e gli strumenti a neutroni qui sono davvero perfetti per quello che vogliamo fare".
In definitiva, un'analisi approfondita dello spin quantistico è necessaria se i ricercatori vogliono applicare una nuova comprensione di tali proprietà ai progressi nei computer quantistici, Ma ha spiegato.
"Se comprendiamo le proprietà magnetiche che vengono esercitate su materiali come questi e come si muovono in quello spazio, quindi possiamo tradurre quelle proprietà nella tecnologia di tutti i giorni".
