Jie Ma, ex investigador postdoctoral de ORNL ahora en la Universidad Jiao Tong de Shanghai en China, está utilizando el instrumento HB-3A de HFIR para estudiar el orden de giro en un material de óxido para producir las primeras imágenes tridimensionales de sus configuraciones de giro. Esta información permitirá a los investigadores explorar las propiedades magnéticas del material con mayor detalle, extendiendo el reino del espín cuántico, y proporcionar conocimientos que puedan aplicarse a futuras tecnologías informáticas y dispositivos portátiles. Crédito:ORNL / Genevieve Martin
Jie Ma, profesor de la Universidad Jiao Tong de Shanghai en China, está utilizando neutrones en el reactor de isótopos de alto flujo del Laboratorio Nacional Oak Ridge para descubrir una imagen tridimensional de la red magnética de un material de óxido (Ba 2 CoTeO 6 ) que contiene propiedades cuánticas que podrían proporcionar una nueva perspectiva sobre cómo los "giros" de los electrones pueden mejorar el procesamiento y el almacenamiento de datos en las computadoras.
Para su experimento, Ma está usando el difractómetro de cuatro círculos de HFIR, línea de haz HB-3A. Espera comprender mejor el giro cuántico, una propiedad única que hace que los materiales imiten características magnéticas, incluso si la partícula no tiene carga.
"Los científicos han estado buscando líquidos de espín cuántico en sistemas de baja dimensión, como el tricloruro de rutenio de celosía de nido de abeja magnética 2-D recientemente informado por ORNL y nuestro trabajo en una celosía triangular 2-D. Pero, no muchos de estos sistemas son idealmente 2-D, sin interacciones entre las capas 2-D, ", Dijo Ma." Esperamos que la nueva imagen revelada en este experimento nos dé una explicación más detallada de por qué los espines cuánticos se comportan de la manera en que lo hacen ".
La investigación de Ma se centra en las interacciones magnéticas entre las capas del material en lugar de las interacciones individuales en cada capa porque a menudo parecen perturbar los espines cuánticos en cada capa y son esenciales para comprender cómo realizar líquidos de espín cuántico reales.
En un experimento anterior, Ma utilizó muestras de polvo para caracterizar la estructura del material. Curiosamente, cuando estudió el material en una muestra de monocristal en HB-3A, el instrumento reveló una estructura de celosía diferente, lo que lo llevó a preguntarse si los nuevos resultados indicaban una diferencia en la ruta hacia los estados de espín cuántico.
"Lo interesante es que la estructura de celosía es diferente entre las muestras de polvo y monocristal, "Ma dijo." Creemos que si la celosía es un poco diferente aquí, entonces la estructura magnética también puede ser diferente para el material.
"Debido a que estamos interesados en las propiedades magnéticas de un material con espines cuánticos, los neutrones son la mejor técnica para estudiar la estructura magnética o la dinámica magnética de este material, ", agregó." Además, HFIR es el reactor de investigación de mayor potencia del mundo, y los instrumentos de neutrones aquí son realmente perfectos para lo que queremos hacer ".
Por último, es necesario un análisis en profundidad del espín cuántico si los investigadores quieren aplicar una nueva comprensión de tales propiedades a los avances en las computadoras cuánticas, Ma explicó.
"Si entendemos las propiedades magnéticas que se ejercen sobre materiales como estos y cómo se mueven en ese espacio, entonces podremos traducir esas propiedades en tecnología cotidiana ".
