Tamtejsi naukowcy skupili się na tajemnicach metali. Jeden z takowych, Ti₄MnBi₂, wykazuje jednowymiarowy magnetyzm, co sugeruje istnienie nieznanej do tej pory klasy materiałów kwantowych. Autorzy tego odkrycia piszą o nim w publikacji zamieszczonej na łamach Nature Materials.
Czytaj też: Dziwny sygnał wskazuje na istnienie nieznanego do tej pory rodzaju materii
Jak wyjaśniają sami zainteresowani, ich wysiłki zaowocowały identyfikacją nowej klasy materiałów kwantowych. Co można uznać za wyróżniający je aspekt? Przede wszystkim wykazywanie metaliczności przy jednoczesnych cechach typowych dla jednowymiarowych magnesów.
Czym w ogóle są materiały kwantowe? Aby je zdefiniować, należy mieć na uwadze fakt, iż ich właściwości są pokłosiem efektów mechaniki kwantowej. Wykazywane przez nie zachowania są nierzadko naprawdę zadziwiające i nie da się ich wyjaśnić z wykorzystaniem założeń fizyki klasycznej. Znanym przykładem są materiały wykazujące nadprzewodnictwo, czyli zdolność do transportu energii bez jakichkolwiek strat.
Nietypowa forma magnetyzmu została odkryta w materiale Ti₄MnBi₂. Poczynione postępy powinny umożliwić na przykład tworzenie pamięci nowej generacji
Sukces naukowców z Kanady jest tym większy, że mówimy o dopiero drugim materiale metalicznym, w którym zidentyfikowano jednowymiarowy magnetyzm. Po raz pierwszy taka sztuka udała się w przypadku Yb₂Pt₂Pb. Nowy wariant jest jednak w pewnym sensie wyjątkowy, ponieważ występujący w nim magnetyzm jest wyraźnie związany z metaliczną naturą tego materiału.
Wykorzystując rozpraszanie neutronów oraz symulacje komputerowe członkowie zespołu badawczego prowadzili badania poświęcone łańcuchom spinowym. Spiny w tym tajemniczym materiale nie układają się w proste wzory. W konsekwencji pojawiają się złożone stany magnetyczne istniejące wyłącznie w skrajnie niskich temperaturach – z okolic tzw. zera absolutnego.
Czytaj też: Nowe materiały otwierają kolejny termoelektryczny rozdział. Są źródłem nieoczywistej energii
W ostatecznym rozrachunku wnioski wyciągnięte przez autorów powinny przynieść szereg praktycznych korzyści. Te mogłyby obejmować na przykład projektowanie nowatorskich urządzeń służących do przechowywania danych. Takie pamięci byłyby szybsze i wydajniejsze. Poza tym w grę wchodzi też aktualizacja modeli wykorzystywanych na potrzeby badania różnego rodzaju technologii kwantowych. Jak na razie udało się wytworzyć 100 partii nowego materiału. 400 następnych jest natomiast objętych przygotowaniami.