Mówiąc dokładniej, przeprowadzone eksperymenty, których opis został zamieszczony na łamach Nature Communications, wykazały, jakoby płaskie pasma kagome pozostawały rozdzielone w wysokich temperaturach. Jaki z tego wniosek? Najprawdopodobniej tamtejsze zlokalizowane elektrony generują magnetyzm całego materiału. Jeśli się to potwierdzi, powinno mieć znaczące implikacje dla kilku różnych zastosowań.
Czytaj też: Pole magnetyczne Ziemi może się schować. Chińczycy stworzyli rekordowo silny magnes
Wyobraźmy sobie materiały zdolne do transportu energii z zerową rezystancją, tj. bez jakichkolwiek strat. Takowe już istnieją, choć zwykle wymagają skrajnie niskich temperatur do utrzymania tej niezwykłej właściwości. Postępy w badaniach im poświęconych mogłyby przełożyć się na podwyższenie tych temperatur, a co za tym idzie – uczynienie nadprzewodnictwa łatwiej dostępnym.
Z kolei w komputerach kwantowych drzemie gigantyczny potencjał ze względu na ich zdolności do wykonywania nawet najbardziej zaawansowanych obliczeń. To, co klasycznym komputerom zajęłoby setki a nawet tysiące lat, może zostać zrealizowane przez ich kwantowe odpowiedniki w ciągu kilku minut. Różnica jest tak ogromna, że w zasadzie trudno w ogóle zestawić ze sobą obie opcje.
Poznając sekrety magnetyzmu w magnesach kagome naukowcy utorowali drogę do postępów w rozwoju nadprzewodników czy komputerów kwantowych
Mając na uwadze przytoczone kwestie, możemy zrozumieć, dlaczego ostatnie dokonania przedstawicieli Rice University sa tak istotne. Ci, jak wyjaśniają, skorzystali z cienkich warstw żelaza i cyny. W toku eksperymentów zrozumieli, że właściwości magnetyczne tego materiału są powiązane ze zlokalizowanymi elektronami, co stoi w sprzeczności z dotychczasowymi założeniami, odnoszącymi się do ruchomych elektronów.
To z kolei pozwala sobie wyobrazić potencjalne korzyści rzutujące na rozwój technologii powiązanych z nadprzewodnictwem i komputerami kwantowymi. Magnesy kagome, których nazwa odnosi się do azjatyckiego sposobu zaplatania koszyków w charakterystyczny wzór, mają taką właśnie strukturę. Za jej sprawą zyskują unikalne właściwości magnetyczne i elektroniczne, co wzbudza zainteresowanie ze strony inżynierów.
Czytaj też: Sztuczna inteligencja nauczyła się patrzeć jak człowiek. Potrzeba było tunelowania kwantowego
Na czym polega wyjątkowość ostatnich badań? Chodzi o historyczną obserwację rozszczepienia magnetycznego w wyższych niż do tej pory temperaturach. Za sprawą tego przełomu członkowie zespołu badawczego stawiają teraz pytanie: jak naprawdę działa magnetyzm w magnesach kagome? W zbieraniu informacji na temat tego fenomenu autorzy ostatnich ustaleń wykorzystali podejście łączące epitaksję wiązki molekularnej i spektroskopię fotoemisyjną z rozdzielczością kątową. Jak podsumowują, odnotowali złożoną interakcję między magnetyzmem a korelacjami elektronowymi w magnesach kagome. Wyciągnięte wnioski niemal na pewno będą miały dalszy wpływ na rozwój technologii pokroju komputerów kwantowych.