O stare a materiei identificată recent a fost descoperită la un material despre care se credea că este imposibil să existe într-o asemenea formă – FOTO

În luna aprilie, lumea ştiinţifică era martora primei observări directe a unei noi stări a materiei: lichidul cu spin cuantic. Recent, o echipă de cercetători a demonstrat că acest fenomen se poate întâlni în cazul unui material despre care se considera că era imposibil să existe într-o asemenea formă. 

Există specialişti care susţin că această descoperire poate schimba tot ce se ştia până acum despre tehnica de calcul cuantică. ,,Această reuşită poate fi importantă pentru dezvoltarea computerelor cuantice, deoarece lichidele cu spin ar putea fi utilizate pentru a stoca informaţie cuantică, qubiţi”, este de părere Bella Lake, cercetător la Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, Germania. 

• Două găuri negre gigantice devorează stele la 600 de milioane de ani-lumină distanță
• Un experiment ar putea clarifica originea metanului de pe Marte

Lichidul cu spin cuantic este acea stare a materiei care apare în momentul în care spinul electronilor continuă să fluctueze asemenea unui lichid chiar şi la temperaturi foarte scăzute, când, în mod normal, ar trebui să îngheţe. Deşi acest fenomen a fost descris încă din 1973, el a fost observat pentru prima dată în acest an, într-un material bidimensional asemănător grafenului. Această reuşită este deosebit de importantă, deoarece compusul se potrivea perfect modului în care înţelegem apariţia stării de lichid cu spin cuantic. 

În mod concret, materialul care poate fi găsit în această stare trebuie să aibă interacţii antiferomagnetice, cum se întâmplă în cazul unor metale precum fierul sau nichelul. Acestea se pot afla totuşi în stare de lichid cu spin cuantic doar dacă au de asemenea o aranjare triangulară a atomilor din care sunt compuşi. 

O nouă cercetare sugerează însă că acest criteriu nu este întotdeauna valabil, deoarece o echipă de cercetători germani au observat starea de lichid cu spin cuantic la un material despre care se credea că este imposbil că existe într-o asemenea formă. Specialiştii au demonstrat că oxidul de crom calciu (Ca10Cr7O28) este format dintr-un complex de interacţii feromagnetice şi antiferomagnetice, ce îi permit să existe în noua stare chiar şi la temperaturi de -273 de grade Celsius. 

Pentru a explica acest fenomen, cercetătorii germani au realizat simulări numerice, arătând că interacţiile magnetice diferite sunt cele care menţin materialul în stare de lichid cu spin cuantic. O explicaţie mult mai succintă ne este oferită în imaginea de mai jos, în care sunt reprezentaţi atomii (cu negru şi gri), interacţile feromagnetice (cu verde şi roşu) şi cele antiferomagnetice (cu albastru) existente în cazul compuşilor de tipul celui studiat de oamenii de ştiinţă din Berlin. 

,,Studiul îmbunătăţeşte cunoştinţele noastre despre materialele magnetice şi, de asemenea, ne arată că există mult mai mulţi compuşi care pot exista în starea de lichid cu spin cuantic”, susţine Bella Lake. 

Rezultatele cercetărilor au fost publicate în revista Nature Physics, însă ele trebuie verificate înainte ca dovezile să fie considerate valide. 

Sursa: sciencealert.com

Vă mai recomandăm şi: A fost observată pentru prima oară metamorfoza unui neutrin

                                            Prima dovadă concretă a materiei întunecate

                                      „Imposibilul” devine posibil? Fizicienii se pregătesc să demonstreze cum se poate transforma lumina în materie