Un gruppo di ricerca, tra cui il professore del Georgia Institute of Technology Martin Mourigal, ha utilizzato la diffusione di neutroni presso l'Oak Ridge National Laboratory per studiare l'elpasolite di rame, un minerale che può essere portato a uno stato magnetico esotico se sottoposto a temperature molto basse e un campo magnetico elevato.

Una migliore comprensione dei momenti magnetici del minerale e degli effetti di coerenza quantistica associati potrebbe portare a nuove applicazioni nei dispositivi spintronici e nelle tecnologie di calcolo quantistico.

"Lo studio del comportamento dei materiali magnetici in condizioni estreme come temperature molto basse e campi magnetici elevati è importante per ottenere una migliore comprensione fondamentale dei materiali quantistici, e scrivere il dizionario di base che metta in relazione la loro struttura microscopica con le proprietà su scala umana, " ha detto Mourigal.

Per rivelare la struttura magnetica del materiale, il team ha utilizzato il diffrattometro a polvere di neutroni e lo spettrometro a triplo asse polarizzato presso l'High Flux Isotope Reactor dell'ORNL, una struttura per gli utenti dell'Office of Science del DOE.

I neutroni sono adatti per studiare i materiali magnetici data la loro sensibilità all'organizzazione e alla dinamica degli spin degli elettroni su scala microscopica.

"L'obiettivo di questo esperimento era comprendere la struttura magnetica del materiale al di sotto della sua transizione di 700 mK [milllikelvins], " ha spiegato Mourigal. "Sappiamo che gli spin parlano tra loro, ma non sappiamo quale schema organizzato scelgano collettivamente o perché".

I ricercatori, guidato dal capo progetto Art Ramirez presso l'Università della California, Santa Cruz, recentemente pubblicato i risultati del loro esperimento in Fisica della natura . Il campione di minerale è stato sintetizzato dallo studente laureato della Florida State University Lianyang Dong.