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Uma equipe de pesquisa internacional liderada pela Professora Dra. Annie Powell, um químico no Karlsruhe Institute of Technology (KIT), e o professor Dr. Jürgen Schnack, um físico da Universidade de Bielefeld, sintetizou uma nova molécula magnética. A equipe relatou a maior rotação de estado fundamental já alcançada. Ela está publicando suas novas descobertas hoje (26/02/2018) na nova revista parceira da Nature npj Quantum Materials .
Cada elétron possui um momento angular intrínseco da mecânica quântica, também chamado de spin. A nova molécula magnética modelada na Universidade de Bielefeld e sintetizada no KIT revela um spin em seu estado fundamental que é tão grande quanto o de 120 elétrons combinados. Isso o torna o maior spin já observado em uma única molécula. Moléculas magnéticas são moléculas que contêm íons magnéticos, como ferro ou gadolínio. Os pesquisadores relatam a síntese do Fe 10 D'us 10 . Possui a estrutura geométrica de um toro.
Cientistas do projeto de pesquisa interdisciplinar encontraram uma chamada transição de fase quântica que influencia fortemente a propriedade da molécula. Em transições de fase quântica, as substâncias mudam seu comportamento fundamentalmente em pontos críticos quânticos. Um exemplo de transição de fase "clássica" é a água fervendo ao passar por uma determinada temperatura. As transições de fase quântica ocorrem a uma temperatura de zero absoluto. No Fe recém-sintetizado 10 D'us 10 molécula, 10, 000 estados são degenerados no ponto crítico. Isso significa que eles têm a mesma energia. Nesta superfície de energia absolutamente plana, é possível alternar entre os estados individuais sem usar qualquer energia. Em tal situação, a quantidade termodinâmica entropia adota valores gigantes. "É como se você estivesse no topo de uma montanha alta e pontiaguda, "explica Annie Powell." Uma pequena mudança nos parâmetros externos, por exemplo, à pressão, é suficiente para que caia abruptamente imediatamente. "Portanto, pesquisas futuras irão examinar como a pressão externa pode ser usada para conduzir a molécula Fe 10 D'us 10 além do ponto crítico quântico.
