Scoperto liquido di spin quantistici 3D, candidato per future tecnologie dell’informazione

Il reticolo iper-iperkagoma è composto da una rete tridimensionale di triangoli che mostra un comportamento simile al liquido di spin quantistici nel composto PbCuTe2 O6 (credito: Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie)

Un nuovo studio riguardante i cosiddetti liquidi di spin quantistici è stato pubblicato su Nature Communications, realizzato da esperti del Centro Helmholtz di Berlino per i Materiali e l’Energia. I liquidi spin quantici per ora erano stati trovati solo in magnetici monodimensionali o bidimensionali ma il team di ricerca dell’Istituto tedesco annuncia di aver trovato un comportamento simile nel cosiddetto reticolo iper iperkagoma (hyper hyperkagome lattice).

Tutta l’elettronica, in particolare quella applicata al mondo della tecnologia dell’informazione di oggi, si basa sui processi elettronici resi possibili dei semiconduttori. Un nuovo, decisivo passo avanti potrebbe essere quello portato dall’utilizzo di altri fenomeni del campo quantistico e tra questi ci sono le interazioni tra gli spin, definibile come una forma di momento angolare associato alle particelle.
Proprio in questo contesto, i cosiddetti liquidi di spin quantistici potrebbero essere tra i soggetti candidati per l’utilizzo in quanto sono abbastanza diversi dai tradizionali materiali magnetici.

Nei liquidi di spin quantistici le fluttuazioni quantiche dominano sulle interazioni magnetiche. Si tratta in ogni caso di stati relativamente rari e che sono stati individuati esclusivamente in sistemi magnetici bidimensionali.
I ricercatori hanno provato a cercare liquidi spin isotropi tridimensionali in quei materiali nei quali gli ioni magnetici formano particolari reticoli. Uno di questi reticoli tridimensionali particolare è il reticolo iper-iperkagome presente nei cristalli del composto PbCuTe2 O6. I ricercatori hanno mostrato che questo reticolo, con uno specifico spettro di energia magnetica, mostra un comportamento simile a quello del liquido di spin quantistici.

“Siamo rimasti sorpresi dal modo in cui i nostri dati si adattano ai calcoli. Questo ci dà la speranza che possiamo davvero capire cosa succede in questi sistemi”, spiega Shravani Chillal, primo autore dello studio.
Cosa possa significare questa scoperta per quanto riguarda lo sfruttamento in tecnologie future dei liquidi spin quantistici non è al momento dato sapere ma di sicuro questo specifico settore di ricerca sta facendo grossi passi avanti negli ultimi anni.

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