Due delle quattro interazioni magnetiche formano una nuova rete tridimensionale di triangoli che condividono gli angoli, noto come reticolo iper-iperkagomico, che porta al comportamento del liquido con spin quantistico in PbCuTe 2 oh 6 . Attestazione:HZB
I liquidi con spin quantistico sono candidati per un potenziale utilizzo nelle future tecnologie dell'informazione. Finora, i liquidi con spin quantistico sono stati generalmente trovati solo in sistemi magnetici a una o due dimensioni. Ora un team internazionale guidato da scienziati HZB ha studiato i cristalli di PbCuTe 2 oh 6 con esperimenti sui neutroni all'ISIS, NIST e ILL.
Hanno trovato il comportamento del liquido di spin in 3-D, a causa di un cosiddetto reticolo iper-iperkagome. I dati sperimentali si adattano molto bene alle simulazioni teoriche fatte anche all'HZB.
I dispositivi informatici odierni si basano su processi elettronici nei semiconduttori. La prossima vera svolta potrebbe essere quella di sfruttare altri fenomeni quantistici, per esempio interazioni tra piccoli momenti magnetici nel materiale, i cosiddetti giri. I cosiddetti materiali liquidi a spin quantistico potrebbero essere candidati per tali nuove tecnologie. Differiscono significativamente dai materiali magnetici convenzionali perché le fluttuazioni quantistiche dominano le interazioni magnetiche:a causa dei vincoli geometrici nel reticolo cristallino, gli spin non possono "congelarsi" tutti insieme in uno stato fondamentale:sono costretti a fluttuare, anche a temperature prossime allo zero assoluto.
Liquidi a spin quantistico:un fenomeno raro
I liquidi con spin quantistico sono rari e finora sono stati trovati principalmente in sistemi magnetici bidimensionali. I liquidi di spin isotropi tridimensionali sono per lo più ricercati in materiali in cui gli ioni magnetici formano reticoli di pirocloro o iperkagome. Un team internazionale guidato dal fisico HZB Prof. Bella Lake ha ora studiato campioni di PbCuTe 2 oh 6 , che ha un reticolo tridimensionale chiamato reticolo iper-iperkagome.
Interazioni magnetiche simulate
Il fisico HZB, il prof. Johannes Reuther, ha calcolato il comportamento di un tale reticolo iper-iperkagomico tridimensionale con quattro interazioni magnetiche e ha mostrato che il sistema mostra un comportamento liquido con spin quantistico con uno specifico spettro di energia magnetica.
Esperimenti su sorgenti di neutroni trovano liquido con spin quantistico 3-D
Con gli esperimenti sui neutroni all'ISIS, UK, MALATO, Francia e NIST, USA il team è stato in grado di dimostrare i segnali molto sottili di questo comportamento previsto. "Siamo rimasti sorpresi dal modo in cui i nostri dati si adattano bene ai calcoli. Questo ci fa sperare di poter davvero capire cosa succede in questi sistemi, " spiega il primo autore Dr. Shravani Chillal, HZB.
