Materia in transizione: un magnete rivela un mix tra ghiaccio e fuoco
Scoperta all'interno di un magnete una nuova fase della materia metà ghiaccio e metà fuoco. Ecco di cosa si tratta e quali sono le principali proprietà.
All’interno di un composto magnetico scoperto il decennio scorso, è stato scoperto uno stato esotico della materia. I fisici Weiguo Yin, Christopher Roth e Alexei Tsvelik del Brookhyaven National Laboratory negli Stati Uniti hanno identificato questa scoperta e l’hanno definita metà fuoco e metà ghiaccio degli stati di spin Sr 3 CuIrO 6 che altro non è che una miscela di rame, ossigeno, stronzio e iridio.
Ora è stato scoperto invece che questa materia rappresenta metà ghiaccio e metà fuoco in cui gli elettroni all’interno di due strutture diverse non fanno che scambiare i comportamenti. Un concetto importante di questa scoperta che di certo cambia un po’ quelle che sono state le credenze fino ad oggi.
Nel materiale metà fuoco e metà ghiaccio, gli spin degli elettroni su un reticolo di atomi di rame sono apparsi disordinati. Quelli dei siti di iridio si sono invece congelati, e questo ha di certo conferito una forza magnetica più forte. Inizialmente, far muovere questa formazione sembrava davvero impossibile almeno secondo alcuni standard matematici.
Metà ghiaccio e metà fuoco: la fase che rivoluziona la fisica della materia condensata
Una scoperta critica che ha portato il team a trovare comunque un cambiamento di temperature che potesse in qualche modo capovolgere l’intero stato. Questo cambiamento ha rappresentato una vera e propria svolta che Yin e Tsevik stavano cercando, la chiave per sbloccare il potenziale di Sr 3 CuIrO 6 per la scienza dell’informazione quantistica e la microlettronica.
“Trovare nuovi stati con proprietà fisiche esotiche, ed essere in grado di comprendere e controllare le transizioni tra questi stati, sono problemi centrali nei campi della fisica della materia condensata e della scienza dei materiali“, ha affermato Yin. Nel documento del team del 2024 effettuato sulla loro scoperta, la fase strana tra metà fuoco e metà ghiaccio può essere indotta da un campo magnetico esterno, ed è apparso piuttosto interessante e sorprendente.
“Nonostante la nostra vasta ricerca, non sapevamo ancora come questo stato potesse essere utilizzato, soprattutto perché è noto da un secolo che il modello di Ising unidimensionale, un consolidato modello matematico del ferromagnetismo che produce lo stato metà fuoco e metà ghiaccio, non ospita una transizione di fase a temperatura finita”. Queste le parole di Tsvelik.
