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Un descubrimiento reciente de físicos de la Universidad de Arkansas podría ayudar a los investigadores a establecer la existencia de líquidos de espín cuántico, un nuevo estado de la materia. Han sido un misterio desde que se propusieron por primera vez en la década de 1970. Si se demuestra que existe, los líquidos de espín cuántico serían un paso hacia mucho más rápido, Computación cuántica de próxima generación.
Los científicos han centrado la atención y la investigación en el llamado líquido de giro tipo Kitaev, nombrado en honor al científico ruso, Alexei Kitaev, quien lo propuso por primera vez. En particular, han examinado detenidamente dos materiales:RuCl 3 y Na 2 IrO — como candidatos para este tipo. Ambos tienen pequeños números de espín cuántico.
"Los candidatos tradicionales están bastante limitados a solo estos dos, "dijo Changsong Xu, investigador del Departamento de Física y primer autor de un artículo publicado en la revista Cartas de revisión física .
En su trabajo reciente, Los físicos de la U de A han ampliado enormemente la cantidad de materiales que podrían ser candidatos como líquidos de espín cuántico de Kitaev al observar materiales con números de espín cuántico más altos, y poniendo los materiales bajo tensión física para ajustar sus estados magnéticos.
"Repentinamente, nos damos cuenta de que hay decenas de candidatos que podemos proponer, "dijo Xu.
Los líquidos de espín cuántico se definen por su inusual disposición magnética. Los imanes tienen un polo norte y sur, que combinados se llaman dipolos. Estos son típicamente producidos por el espín cuántico de los electrones. Dentro de un material magnético, Los dipolos tienden a ser todos paralelos entre sí (ferromagnetismo) o alternan periódicamente su dirección hacia arriba y hacia abajo (antiferromagnetismo).
En el caso de líquidos hipotéticos de espín cuántico, los dipolos no están tan bien ordenados. En lugar de, exhiben un orden inusual dentro de una pequeña distancia entre sí. Los diferentes pedidos crean diferentes tipos de líquidos de centrifugado.
Xu, junto con el distinguido profesor de física Laurent Bellaiche y sus colegas en China y Japón, utilizaron modelos computacionales para predecir un estado líquido de espín cuántico de Kitaev en materiales como el yoduro de cromo y el telururo de cromo germanio. La obra, que fue apoyado por subvenciones de Arkansas Research Alliance y el Departamento de Energía, dará a los investigadores muchos más materiales para estudiar en una búsqueda para probar la existencia de líquidos de espín cuántico, dijo Xu.
