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Usando técnicas de ressonância magnética nuclear de estado sólido (ssNMR), cientistas do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA descobriram uma nova criticidade quântica em um material supercondutor, levando a uma maior compreensão da ligação entre magnetismo e supercondutividade não convencional.
A maioria dos supercondutores de arseneto de ferro exibe transições magnéticas e estruturais (ou nemáticas), tornando difícil entender o papel que desempenham nos estados supercondutores. Mas um composto de cálcio, potássio, ferro, e arsênico, e dopado com pequenas quantidades de níquel, CaK (Fe 1 − x Ni x ) 4 Como 4 , feito pela primeira vez no Laboratório Ames, foi descoberto que exibe um novo estado magnético denominado estado antiferromagnético de cristal de spin-vortex hedgehog sem transições nemáticas.
"As flutuações de spin ou nemáticas podem ser consideradas como desempenhando um papel importante para a supercondutividade não convencional, "disse Yuji Furukawa, um cientista sênior do Ames Laboratory e professor de Física e Astronomia na Iowa State University. "Com este material específico, fomos capazes de examinar apenas as flutuações magnéticas, e NMR é uma das técnicas mais sensíveis para examiná-los. "Ele continuou, "usando 75As NMR, descobrimos que CaK (Fe 1 − x Ni x ) 4 Como 4 está localizado em um ponto crítico quântico antiferromagnético de cristal de spin-vórtice hedgehog que é evitado devido à supercondutividade. A descoberta da criticidade quântica magnética sem nematicidade em CaK (Fe 1 − x Ni x ) 4 Como 4 sugere que as flutuações de spin são o principal impulsionador da supercondutividade. "
A descoberta de Furukawa foi uma colaboração entre a equipe SSNMR líder mundial do Laboratório Ames e os físicos da matéria condensada do laboratório, incluindo Paul Canfield, um cientista sênior no Ames Laboratory e um distinto professor e o professor Robert Allen Wright de física e astronomia na Iowa State University.
"Este é um novo tipo de ordem magnética, "disse Canfield." Você tem esta interação interessante entre supercondutividade e magnetismo de altas temperaturas no estado normal. Isso nos dá alguma sensação de que essa supercondutividade de alta temperatura pode estar vindo dessa transição antiferromagnética quase quântica crítica. "
A pesquisa é discutida mais detalhadamente no artigo, "Hedgehog Spin-vortex Crystal Antiferromagnetic Quantum Criticality in CaK (Fe 1 − x Ni x ) 4 Como 4 revelado por NMR, " publicado em Cartas de revisão física .
