Forscher erweitern Suche nach neuem Aggregatzustand

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Eine kürzliche Entdeckung der Physiker der Universität von Arkansas könnte Forschern helfen, die Existenz von Quanten-Spin-Flüssigkeiten, einem neuen Zustand der Materie, nachzuweisen

Sie sind ein Rätsel, seit sie in den 1970er Jahren erstmals vorgeschlagen wurden

Wenn die Existenz von Quanten-Spin-Flüssigkeiten nachgewiesen wird, wäre dies ein Schritt in Richtung eines viel schnelleren Quantencomputers der nächsten Generation.Die Wissenschaftler haben die Aufmerksamkeit und Forschung auf den so genannten Kitaev-Typ der Spinnflüssigkeit gelenkt, der zu Ehren des russischen Wissenschaftlers Alexej Kitaev benannt wurde, der ihn zuerst vorgeschlagen hat

Insbesondere haben sie sich ausführlich mit zwei Materialien – RuCl3 und Na2IrO – als Kandidaten für diesen Typus befasst

Beide haben kleine Quanten-Spin-Zahlen.”Traditionelle Kandidaten sind ziemlich beschränkt auf diese beiden”, sagte Changsong Xu, ein Forscher im Fachbereich Physik und Erstautor einer Arbeit, die in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht wurde

In ihrer jüngsten Arbeit haben die U of A-Physiker die Anzahl der Materialien, die als Kitaev-Quantenspin-Flüssigkeiten in Frage kommen könnten, stark erweitert, indem sie Materialien mit höheren Quantenspin-Zahlen untersucht und Materialien unter physische Belastung gesetzt haben, um ihre magnetischen Zustände zu tunen.”Plötzlich erkennen wir, dass es Dutzende von Kandidaten gibt, die wir vorschlagen können”, sagte Xu

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Quanten-Spin-Flüssigkeiten werden durch ihre ungewöhnliche magnetische Anordnung definiert

Magnete haben einen Nord- und einen Südpol, die zusammen als Dipole bezeichnet werden

Diese werden typischerweise durch den Quantenspin von Elektronen erzeugt

Im Inneren eines magnetischen Materials neigen die Dipole dazu, alle parallel zueinander zu sein (Ferromagnetismus) oder sich periodisch in ihrer Auf- und Abwärtsrichtung abzuwechseln (Antiferromagnetismus).

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