Um diagrama que modela estados magnéticos concorrentes ou "frustrados" em elétrons vizinhos. Os físicos da matéria condensada usam o termo “frustrado” para descrever um tipo de ímã no qual os spins falham em se alinhar em uma ordem magnética estável. Suas propriedades únicas são de interesse no desenvolvimento da computação quântica e da supercondutividade de alta temperatura. Crédito:Laboratório Ames
O Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA descobriu e descreveu a existência de um estado único de spin de elétron desordenado em um metal que pode fornecer um caminho único para encontrar e estudar ímãs frustrados.
Os físicos da matéria condensada usam o termo "frustrado" para descrever um tipo de ímã no qual os spins falham em se alinhar em uma ordem magnética estável. Em ímãs perfeitamente frustrados chamados líquidos de spin, o magnetismo desordenado desses materiais persiste mesmo em temperaturas muito baixas, e suas propriedades únicas são de interesse no desenvolvimento da computação quântica e da supercondutividade de alta temperatura.
Os materiais investigados para procurar esse estado magnético perfeitamente frustrado são normalmente isolantes. Mas os pesquisadores do Ames Laboratory foram capazes de definir um estado "perfeitamente frustrado" em um material metálico, CaCo 1,86 Como 2 .
"Sistemas perfeitamente frustrados, aqueles que realmente não podem resolver seus estados magnéticos, são difíceis de encontrar em primeiro lugar, mas ainda mais em um metal, "disse Rob McQueeney, cientista do Laboratório Ames.
Em ímãs isolantes, as interações entre spins que levam à frustração são definidas pela estrutura cristalina da rede, e são relativamente imutáveis. A descoberta desse metal quase perfeitamente frustrado fornece um novo caminho para mexer nas interações magnéticas para atingir a frustração perfeita.
"Aqui, temos um pequeno botão que podemos ajustar. Sabemos que algumas dessas interações que levam à frustração são mediadas por elétrons de condução, e podemos ajustar vários deles com muita precisão - talvez você obtenha um supercondutor, talvez algum outro novo estado quântico. Há muitas promessas aí. "
A pesquisa é discutida no artigo "Acoplamento unidimensional eficaz no ímã itinerante de rede quadrada altamente frustrado CaCo2-yAs2, "de autoria de A. Sapkota, B.G. Ueland, V.K. Anand, N.S. Sangeetha, D.L. Abernathy, M.B. Stone J.L. Niedziela, D.C. Johnston, A. Kreyssig, A.I. Goldman, e R.J. McQueeney; e publicado em Cartas de revisão física .
