Keadaan materi baru, dijuluki 'setengah es, setengah api,' dapat menyebabkan kemajuan besar dalam komputasi kuantum
Fisikawan telah menemukan fase materi baru, dijuluki “setengah es, setengah api,” yang dapat membuka pintu menuju kemajuan baru di bidang seperti komputasi kuantum. .
Fase baru menggabungkan sejumlah putaran elektron “atas” dalam sebuah atom, yang sangat dipesan dan disebut sebagai siklus dingin, dengan sejumlah putaran “turun”, yang sangat tidak teratur dan disebut sebagai siklus panas – meminjamkan fase julukannya, “setengah es, setengah api.”
“Half Ice, Half Fire” adalah penemuan yang signifikan bukan hanya karena kebaruannya tetapi juga karena dapat menghasilkan pergantian tajam di antara fase pada suhu yang masuk akal. Ini adalah kembar dari negara bagian “setengah api, setengah es” yang pertama kali diamati oleh tim yang sama di Laboratorium Nasional Brookhaven – fisikawan Weiguo Yin Dan Alexei Tsvelikbersama magang mereka saat itu, Christopher Roth – pada tahun 2016.
Penemuan ini memberikan wawasan tentang beberapa pertanyaan sentral dalam fisika dan ilmu material, menurut tim, serta memajukan kemampuan untuk mengidentifikasi yang baru keadaan materi dengan sifat eksotis dan memanipulasi transisi antara negara -negara tersebut.
“Memecahkan masalah -masalah itu dapat menyebabkan kemajuan besar dalam teknologi seperti Komputasi kuantum dan Spintronics, “kata Yin dalam a penyataan dari Brookhaven National Lab. Tsvelik menambahkan bahwa temuan tim “dapat membuka pintu baru untuk memahami dan mengendalikan fase dan transisi fase dalam bahan tertentu.”
“Potongan teka -teki yang hilang”
Yin dan Tsvelik pertama kali menemukan “setengah es, setengah api” saat melakukan penelitian pada jenis bahan magnetik yang disebut ferrimagnet. Ferrimagnet memiliki populasi atom dengan momen magnetik yang berlawanan, tetapi karena populasi tidak setara, beberapa magnetisasi tetap ada.
Ferrimagnet spesifik di mana “setengah es, setengah api” diamati adalah Sr3cuiro6, sebuah senyawa yang terdiri dari strontium, tembaga, iridium dan oksigen. Itu adalah bahan yang sama di mana tim awalnya menemukan “setengah api, setengah es,” yang mereka imbangi, atau disebabkan terjadi di dalam ferrimagnet, dengan mengekspos material ke eksternal medan magnet. Dalam “Half Fire, Half Ice,” Hot Spins terjadi di situs tembaga dan memiliki gerakan magnetik yang lebih kecil, sedangkan situs Iridium menghasilkan putaran dingin dengan gerakan magnetik yang lebih besar.
Meskipun itu adalah penemuan yang menarik, Tsvelik mengakui bahwa itu hanya langkah pertama.
“Terlepas dari penelitian kami yang luas, kami masih tidak tahu bagaimana negara bagian ini dapat digunakan,” katanya. “Kami kehilangan potongan -potongan teka -teki itu.”
Sekarang, karya baru -baru ini, yang dipelopori oleh Yin, telah mengungkapkan bahwa “setengah api, setengah es” memiliki keadaan tersembunyi dan berlawanan di mana posisi berputar panas dan dingin. Tim mengidentifikasi kisaran suhu yang sangat sempit di mana sakelar antara fase terjadi, yang memiliki implikasi yang menjanjikan untuk sejumlah bidang.
Secara komersial, switching fase ultrasharp semacam ini dapat menyebabkan kemajuan dalam teknologi pendingin. Bahkan mungkin untuk memanfaatkan fase itu sendiri sebagai bit dalam pendekatan baru untuk penyimpanan informasi kuantum. “Pintu menuju kemungkinan baru sekarang terbuka lebar,” kata Yin.
Penelitian tim tentang fase baru diterbitkan di jurnal Surat Ulasan Fisik pada bulan Desember 2024.
