Credito:CC0 Dominio Pubblico
Utilizzando tecniche di risonanza magnetica nucleare allo stato solido (ssNMR), gli scienziati dell'Ames Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno scoperto una nuova criticità quantistica in un materiale superconduttore, portando a una maggiore comprensione del legame tra magnetismo e superconduttività non convenzionale.
La maggior parte dei superconduttori ferro-arseniuro mostra transizioni sia magnetiche che strutturali (o nematiche), rendendo difficile la comprensione del ruolo che svolgono negli stati superconduttori. Ma un composto di calcio, potassio, ferro da stiro, e arsenico, e drogato con piccole quantità di nichel, CaK(Fe 1−x Ni X ) 4 Come 4 , realizzato per la prima volta presso il Laboratorio Ames, è stato scoperto che mostra un nuovo stato magnetico chiamato stato antiferromagnetico di cristallo spin-vortice di riccio senza transizioni nematiche.
"Si può ritenere che le fluttuazioni di spin o nematiche svolgano un ruolo importante per la superconduttività non convenzionale, " disse Yuji Furukawa, uno scienziato senior all'Ames Laboratory e un professore di fisica e astronomia all'Iowa State University. "Con questo particolare materiale, siamo stati in grado di esaminare solo le fluttuazioni magnetiche, e l'NMR è una delle tecniche più sensibili per esaminarli." Ha continuato, "usando 75As NMR, abbiamo scoperto che CaK(Fe 1−x Ni X ) 4 Come 4 si trova in un punto critico quantistico antiferromagnetico di cristallo spin-vortice di porcospino che viene evitato a causa della superconduttività. La scoperta della criticità quantistica magnetica senza nematicità in CaK(Fe 1−x Ni X ) 4 Come 4 suggerisce che le fluttuazioni di spin sono il driver principale della superconduttività".
La scoperta di Furukawa è stata una collaborazione tra il team SSNMR leader a livello mondiale di Ames Laboratory e i fisici della materia condensata del laboratorio, compreso 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.
"Questo è un nuovo tipo di ordine magnetico, " ha detto Canfield. "Hai questa interessante interazione tra superconduttività e magnetismo da alte temperature nello stato normale. Questo ci dà la sensazione che questa superconduttività ad alta temperatura possa provenire da questa transizione antiferromagnetica quasi quantistica".
La ricerca è ulteriormente discussa nel documento, Criticità quantistica antiferromagnetica di cristallo di riccio spin-vortice in CaK (Fe 1−x Ni X ) 4 Come 4 rivelato da NMR, " pubblicato in Lettere di revisione fisica .
