Un team di ricercatori del Brookhaven National Laboratory negli Stati Uniti ha identificato un nuovo stato esotico della materia all’interno di un composto magnetico, aprendo nuove prospettive per la ricerca nel campo della fisica quantistica. Questo stato, soprannominato “metà ghiaccio, metà fuoco”, è stato osservato nel materiale Sr3CuIrO6, una combinazione di stronzio, rame, iridio e ossigeno. Lo studio, pubblicato su Physical Review Letters, segue una scoperta del 2016 in cui lo stesso materiale aveva mostrato un comportamento simile ma invertito.
Metà ghiaccio, metà fuoco: cosa significa?
Il nome di questa nuova fase deriva dal comportamento contrastante degli spin degli elettroni presenti nel materiale. Mentre nella precedente scoperta gli atomi di rame presentavano spin disordinati e quelli di iridio erano stabili, in questa nuova fase si verifica un’inversione completa: il rame diventa ordinato mentre l’iridio cade nel disordine. Questo fenomeno, noto come frustrazione magnetica, si verifica quando le interazioni tra particelle vicine impediscono loro di raggiungere un allineamento stabile, creando stati inaspettati della materia.
Un passo avanti per l’informatica quantistica
Questa scoperta potrebbe avere importanti implicazioni per lo sviluppo dei computer quantistici. Il comportamento degli spin nel materiale suggerisce la possibilità di Unsplash sintonizzabili, ovvero unità di informazione quantistica il cui stato può essere modificato e controllato. Questo rappresenta un grande vantaggio per l’informatica quantistica, che si basa sulla manipolazione degli spin per rappresentare dati in modo più efficiente rispetto ai computer tradizionali.
Una nuova strada per la ricerca scientifica
In precedenza, si riteneva impossibile modificare la fase “metà fuoco, metà ghiaccio” all’interno di questo materiale a causa delle limitazioni imposte dal modello di Ising unidimensionale, una teoria utilizzata per descrivere il comportamento dei materiali ferromagnetici. Tuttavia, questa nuova scoperta dimostra che il sistema può subire transizioni di fase, suggerendo che fenomeni simili potrebbero esistere anche in altri materiali magnetici.
Il responsabile della ricerca, Weiguo Yin, ha dichiarato: “Questa scoperta apre la porta a nuove possibilità di studio. In futuro, esploreremo il fenomeno fuoco-ghiaccio in sistemi con spin quantistici e ulteriori gradi di libertà legati al reticolo, alla carica e agli orbitali”.
L’identificazione di questo nuovo stato della materia rappresenta un importante passo avanti nella comprensione dei materiali magnetici e delle loro applicazioni pratiche. Con ulteriori ricerche, questo fenomeno potrebbe rivoluzionare il campo della computazione quantistica, aprendo la strada a dispositivi sempre più avanzati e potenti.
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