Duas das quatro interações magnéticas formam uma nova rede tridimensional de triângulos de canto compartilhado, conhecido como a rede hiper-hipercagomo, levando ao comportamento do líquido de spin quântico em PbCuTe 2 O 6 . Crédito:HZB
Líquidos de spin quântico são candidatos para uso potencial em tecnologias de informação futuras. Até aqui, líquidos quânticos de spin geralmente só são encontrados em sistemas magnéticos unidimensionais ou bidimensionais. Agora, uma equipe internacional liderada por cientistas do HZB investigou cristais de PbCuTe 2 O 6 com experimentos de nêutrons no ISIS, NIST e ILL.
Eles descobriram o comportamento do líquido de spin em 3-D, devido a uma chamada rede de hiper-hipercagomo. Os dados experimentais se ajustam extremamente bem a simulações teóricas também feitas no HZB.
Os dispositivos de TI hoje são baseados em processos eletrônicos em semicondutores. A próxima descoberta real poderia ser a exploração de outros fenômenos quânticos, por exemplo, interações entre minúsculos momentos magnéticos no material, os chamados spins. Os chamados materiais líquidos de spin quântico podem ser candidatos a essas novas tecnologias. Eles diferem significativamente dos materiais magnéticos convencionais porque as flutuações quânticas dominam as interações magnéticas:Devido às restrições geométricas na rede cristalina, os spins não podem "congelar" juntos em um estado fundamental - eles são forçados a flutuar, mesmo em temperaturas próximas do zero absoluto.
Líquidos de spin quântico:um fenômeno raro
Líquidos de spin quântico são raros e até agora foram encontrados principalmente em sistemas magnéticos bidimensionais. Líquidos de spin isotrópicos tridimensionais são procurados principalmente em materiais onde os íons magnéticos formam redes pirocloro ou hipercágomo. Uma equipe internacional liderada pelo físico do HZB, Prof. Bella Lake, agora investigou amostras de PbCuTe 2 O 6 , que tem uma rede tridimensional chamada rede hiper-hipercagomo.
Interações magnéticas simuladas
O físico do HZB Prof. Johannes Reuther calculou o comportamento de uma rede hiper-hipercagomática tridimensional com quatro interações magnéticas e mostrou que o sistema exibe um comportamento líquido de spin quântico com um espectro de energia magnética específico.
Experimentos em fontes de nêutrons encontram líquido de spin quântico 3-D
Com experimentos de nêutrons no ISIS, REINO UNIDO, DOENTE, França e NIST, EUA, a equipe foi capaz de provar os sinais muito sutis desse comportamento previsto. "Ficamos surpresos com o quão bem nossos dados se encaixam nos cálculos. Isso nos dá esperança de que possamos realmente entender o que acontece nesses sistemas, "explica o primeiro autor, Dr. Shravani Chillal, HZB.
