Znanstvenici su otkrili neobičnu fazu materije u jednom magnetskom spoju gdje se elektroni ponašaju na potpuno neočekivan način — kao da su dijelom zamrznuti, a dijelom u kaosu, mijenjajući uloge između atoma bakra i iridija u trenutku koji može imati važne tehnološke implikacije.
Još 2016. godine znanstvenici iz Brookhaven National Laboratoryja, Alexei Tsvelik i Weiguo Yin, proučavali su magnetski spoj Sr₃CuIrO₆ – materijal sastavljen od stroncija, bakra, iridija i kisika. Otkrili su nešto što nisu očekivali: unutar točno određenog temperaturnog raspona, i pod utjecajem vanjskog magnetskog polja, elektroni u tom spoju ponašali su se potpuno neusklađeno na atomima bakra, dok su oni na atomima iridija bili savršeno organizirani. Ovu neobičnu pojavu opisali su kao stanje koje je “napola vatra, napola led.”
No, najnoviji eksperimenti pokazali su nešto još zagonetnije. Istraživači su otkrili da se pod vrlo preciznim uvjetima stanje može naglo preokrenuti: elektroni na mjestima gdje se nalaze atomi bakra postaju stabilni i “smrznuti,” dok se oni na atomima iridija pretvaraju u kaotičnu “vatru.” Ova nagla zamjena ponašanja iznenadila je tim zbog svoje iznimne preciznosti i mogućih primjena u naprednim tehnologijama.
Moguće primjene u kvantnim tehnologijama
Izvor fotografije: Brookhaven National Laboratory.
Elektroni imaju svojstvo koje se naziva spin – može se zamisliti kao mali žiroskop koji pokazuje određeni smjer. Upravo to svojstvo čini ovu fazu materije u magnetima izuzetno zanimljivom, jer kombinacija uređenih i neuređenih spinova unutar istog materijala otvara nova vrata za tehnologije poput kvantnog računalstva i spintronike.
“Otkrivanje novih stanja s egzotičnim fizikalnim svojstvima i mogućnost kontrole prijelaza između tih stanja temeljni su izazovi u fizici kondenzirane tvari,” izjavio je Yin. “Rješavanje tih izazova moglo bi dovesti do velikih iskoraka u tehnologijama budućnosti.”
Znanstvenici vjeruju da bi ova oštra promjena faze mogla imati i praktične primjene u naprednim metodama hlađenja te čak poslužiti kao inovativan način pohrane informacija u kvantnim sustavima. Umjesto tradicionalnih digitalnih 0 i 1, sustav bi mogao koristiti stanja vatra/led ili led/vatra.
“U sljedećem koraku želimo istražiti ovaj fenomen u sustavima s kvantnim spinovima te dodatnim stupnjevima slobode poput vibracija rešetke, naboja i orbitala,” najavio je Yin. “Otvorili smo vrata prema sasvim novim mogućnostima.”
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
