Un diagrama que modela estados magnéticos en competencia o "frustrados" en electrones vecinos. Los físicos de la materia condensada utilizan el término "frustrado" para describir un tipo de imán en el que los espines no se alinean en un orden magnético estable. Sus propiedades únicas son de interés en el desarrollo de la computación cuántica y la superconductividad de alta temperatura. Crédito:Laboratorio Ames
El Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Ha descubierto y descrito la existencia de un estado de espín de electrones desordenado único en un metal que puede proporcionar una vía única para encontrar y estudiar imanes frustrados.
Los físicos de la materia condensada utilizan el término "frustrado" para describir un tipo de imán en el que los espines no se alinean en un orden magnético estable. En imanes perfectamente frustrados llamados líquidos de giro, el magnetismo desordenado de estos materiales persiste incluso a temperaturas muy bajas, y sus propiedades únicas son de interés en el desarrollo de la computación cuántica y la superconductividad de alta temperatura.
Los materiales investigados para buscar este estado magnético perfectamente frustrado son típicamente aislantes. Pero los investigadores del Laboratorio Ames pudieron definir un estado "perfectamente frustrado" en un material metálico, CaCo 1,86 Como 2 .
"Sistemas perfectamente frustrados, los que realmente no pueden resolver sus estados magnéticos, son difíciles de encontrar en primer lugar, pero aún más en un metal, "dijo Rob McQueeney, científico del Laboratorio Ames.
En imanes aislantes, las interacciones entre espines que conducen a la frustración están determinadas por la estructura cristalina de la red, y son relativamente inmutables. El descubrimiento de este metal casi perfectamente frustrado proporciona una nueva vía para jugar con las interacciones magnéticas para lograr una frustración perfecta.
"Aquí, tenemos una pequeña perilla que podemos sintonizar. Sabemos que algunas de estas interacciones que conducen a la frustración están mediadas por electrones de conducción, y podemos sintonizar algunos de ellos con mucha precisión; tal vez obtenga un superconductor, tal vez algún otro estado cuántico novedoso. Hay muchas promesas ahí ".
La investigación se analiza en mayor profundidad en el documento "Acoplamiento unidimensional eficaz en el imán itinerante de celosía cuadrada altamente frustrado CaCo2-yAs2, "escrito por A. Sapkota, B.G. Ueland, V.K. Anand, N.S. Sangeetha, D.L. Abernathy, MEGABYTE. Stone J.L. Niedziela, D.C. Johnston, A. Kreyssig, AI. Goldman, y R.J. McQueeney; y publicado en Cartas de revisión física .
