Neutroner sporer kvanteforvikling i kobberelpasolitmineral

Et forskerhold, herunder professor ved Georgia Institute of Technology, professor Martin Mourigal, brugte neutronspredning ved Oak Ridge National Laboratory til at studere kobberelpasolit, et mineral, der kan drives til en eksotisk magnetisk tilstand, når det udsættes for meget lave temperaturer og et højt magnetfelt.

En bedre forståelse af mineralens magnetiske øjeblikke og de tilhørende kvantesammenhængseffekter kan føre til nye applikationer inden for spintroniske enheder og kvanteberegningsteknologier.

"At studere magnetiske materialers adfærd under ekstreme forhold såsom meget lave temperaturer og høje magnetfelter er vigtigt for at opnå en bedre grundlæggende forståelse af kvantematerialer, og at skrive den grundlæggende ordbog, der relaterer deres mikroskopiske struktur til egenskaber i menneskelig skala, "Sagde Mourigal.

For at afsløre materialets magnetiske struktur, holdet brugte neutronpulverdiffraktometer og polariserede triple -aksespektrometerinstrumenter i ORNL's High Flux Isotope Reactor - et DOE Office of Science User Facility.

Neutroner er velegnede til at undersøge magnetiske materialer på grund af deres følsomhed over for organisationen og dynamikken i elektroners spins i mikroskopisk skala.

"Målet med dette eksperiment var at forstå materialets magnetiske struktur under dets 700 mK [millikelvin] -overgang, "Forklarede Mourigal." Vi ved, at spins taler til hinanden, men vi ved ikke, hvilket organiseret mønster de i fællesskab vælger, eller hvorfor. "

Forskerne, ledet af projektleder Art Ramirez ved University of California, Santa Cruz, for nylig offentliggjort resultaterne af deres eksperiment i Naturfysik . Mineralprøven blev syntetiseret af Florida State University kandidatstuderende Lianyang Dong.