Odkryto nowy rodzaj magnetyzmu
Naukowcom z MIT udało się właśnie odkryć nowy, trzeci rodzaj magnetyzmu. Nazwany on został kwantową cieczą spinową (quantum spin liquid - QSL) - a może on przynieść rewolucję w kwestii przechowywania danych i w komunikacji.
Naukowcom z MIT udało się właśnie odkryć nowy, trzeci rodzaj magnetyzmu. Nazwany on został kwantową cieczą spinową (quantum spin liquid - QSL) - a może on przynieść rewolucję w kwestii przechowywania danych i w komunikacji.
Zasadniczo istnieją dwa podstawowe rodzaje magnetyzmu - ferromagnetyzm i antyferromagnetyzm.
Pierwszy z nich to ten najprostszy rodzaj znany od wieków - który wykorzystujemy w igłach kompasu lub magnesach stałych, którymi bawiliśmy się na fizyce w szkole podstawowej. Orientacja magnetyczna każdego elektronu ustawia się w nim w tym samym kierunku - co powoduje powstanie dwóch biegunów magnetycznych.
W drugim z kolei magnetyczne pola jonów wewnątrz metalu wzajemnie się znoszą - sąsiadujące ze sobą elektrony posiadają po prostu odwrotną orientację - przez co całkowity magnetyzm takiego materiału wynosi 0, a efekt ten wykorzystuje się między innymi w głowicach twardych dysków.
Jeśli zaś chodzi o nowy stan - wykorzystany w jego obserwacji materiał jest kryształem - jednak jego magnetyczny stan jest w ciągłym ruchu - co przypomina nieco materię w stanie płynnym - gdyż orientacja magnetyczna elektronów cały czas ulega zmianie pod wpływem ich interakcji z innymi elektronami.
Teoretycznie istnienie takiego stanu już w roku 1987 wysnuł Philip Anderson z MIT jednak dopiero teraz udało się go faktycznie odnaleźć. Dokonano tego w małym krysztale herbersmithytu [ZnCu3(OH)6Cl2], o którym od dawna sądzono, że może być właśnie w stanie QSL, lecz nigdy nie udało się tego zaobserwować. Teraz udało się to dzięki temu, że naukowcy byli w stanie stworzyć dość spory jego kryształ (7 milimetrów długości), co zajęło im 10 miesięcy.
W trakcie badania z pomocą techniki rozpraszania neutronów zaobserwowano, że w materiale tym występują frakcyjne (ułamkowe) stany kwantowe, które również do tej pory były proponowane tylko przez niektórych teoretyków, lecz był to pomysł dość kontrowersyjny.
Nowe odkrycie może doprowadzić do powstania nowych rozwiązań w kwestii przechowywania danych - nowych nośników magnetycznych - a także w komunikacji - dzięki zachodzącemu w nim zjawisku splątania kwantowego. Możliwe, że da się je także wykorzystać do stworzenia nadprzewodników działających w wyższych temperaturach niż obecnie (czyli -200 stopni Celsjusza).
Jednak jak zauważają sami autorzy odkrycia - na konkretne zastosowania będziemy musieli pewnie sporo poczekać.
Źródło:
