Dos de las cuatro interacciones magnéticas forman una nueva red tridimensional de triángulos que comparten esquinas, conocido como la red hiper-hiperkagoma, que conduce al comportamiento del líquido de espín cuántico en PbCuTe 2 O 6 . Crédito:HZB
Los líquidos de centrifugado cuántico son candidatos para su uso potencial en las tecnologías de la información futuras. Hasta aquí, Los líquidos de espín cuántico generalmente solo se han encontrado en sistemas magnéticos unidimensionales o bidimensionales. Ahora, un equipo internacional dirigido por científicos de HZB ha investigado los cristales de PbCuTe. 2 O 6 con experimentos de neutrones en ISIS, NIST y ILL.
Encontraron el comportamiento del líquido de giro en 3-D, debido a un entramado de hiper-hiperkagoma. Los datos experimentales se ajustan muy bien a las simulaciones teóricas también realizadas en HZB.
Los dispositivos de TI de hoy se basan en procesos electrónicos en semiconductores. El próximo avance real podría ser la explotación de otros fenómenos cuánticos, por ejemplo, interacciones entre pequeños momentos magnéticos en el material, los llamados giros. Los llamados materiales líquidos de espín cuántico podrían ser candidatos para estas nuevas tecnologías. Se diferencian significativamente de los materiales magnéticos convencionales porque las fluctuaciones cuánticas dominan las interacciones magnéticas:debido a restricciones geométricas en la red cristalina, los giros no pueden "congelarse" todos juntos en un estado fundamental; se ven obligados a fluctuar, incluso a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Líquidos de giro cuántico:un fenómeno raro
Los líquidos de espín cuántico son raros y hasta ahora se han encontrado principalmente en sistemas magnéticos bidimensionales. Los líquidos de espín isotrópico tridimensional se buscan principalmente en materiales donde los iones magnéticos forman redes de pirocloro o hiperkagoma. Un equipo internacional dirigido por la profesora Bella Lake, física de HZB, ha investigado ahora muestras de PbCuTe 2 O 6 , que tiene una celosía tridimensional llamada celosía hiper-hiperkagoma.
Interacciones magnéticas simuladas
El físico de HZB, Prof. Johannes Reuther, calculó el comportamiento de una red de hiper-hiperkagoma tridimensional con cuatro interacciones magnéticas y mostró que el sistema exhibe un comportamiento líquido de espín cuántico con un espectro de energía magnética específico.
Experimentos en fuentes de neutrones encuentran líquido de espín cuántico 3D
Con experimentos de neutrones en ISIS, REINO UNIDO, ENFERMO, Francia y NIST, USA, el equipo pudo probar las señales muy sutiles de este comportamiento predicho. "Nos sorprendió lo bien que encajan nuestros datos en los cálculos. Esto nos da la esperanza de que realmente podamos entender lo que sucede en estos sistemas, "explica el primer autor, el Dr. Shravani Chillal, HZB.
