Vật chất lạ 'nửa băng, nửa lửa' xuất hiện ở nơi không ngờ
Một trạng thái vật chất chưa từng thấy trên Trái Đất đã được tìm thấy bên trong một hợp chất từ tính.
Viết trên tạp chí khoa học Physical Review Letters, một nhóm các nhà vật lý từ Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven - Mỹ cho biết cách đây vài năm họ đã xác định được trạng thái spin - một trạng thái lý thuyết của vật chất - mà họ gọi là "nửa lửa, nửa băng" trong Sr3CuIrO6.
Giờ đây, họ tìm thấy một thứ thậm chí còn kỳ lạ hơn: Pha nửa băng, nửa lửa, trong đó các electron trong hai cấu trúc khác nhau hoán đổi hành vi.
Sr3CuIrO6. là một hợp chất từ stronti, đồng, iridi và oxy.
Vật chất nửa lửa, nửa băng có thể đảo ngược thành nửa băng, nửa lửa theo nghiên cứu mới - Minh họa AI: Thu Anh
Trong vật liệu nửa lửa, nửa băng mà nhóm nghiên cứu đã tìm ra từ năm 2016, các vòng quay của electron trên mạng lưới các nguyên tử đồng bị rối loạn giống như ngọn lửa bập bùng; trong khi các vị trí iridi bị đóng băng tại chỗ, tạo cho chúng lực hút từ mạnh hơn.
Việc làm cho đội hình các electron của chúng "nhúc nhích" dường như là điều không thể theo tiêu chuẩn toán học về sự dịch chuyển pha.
Tuy nhiên, theo Science Alert, nhóm nghiên cưúu đã phát hiện ra rằng một số thay đổi mạnh mẽ, rõ ràng về nhiệt độ có thể làm đảo ngược toàn bộ trạng thái.
Cụ thể hơn, trong một phạm vi nhiệt độ hữu hạn, rất hẹp, ẩn chứa một bản sao ngược của trạng thái nửa lửa, nửa băng; tức là nửa băng, nửa lửa, trong đó đồng trở nên có trật tự và iridi rơi vào tình trạng hỗn loạn.
"Việc tìm ra các trạng thái mới có tính chất vật lý kỳ lạ, cũng như có khả năng hiểu và kiểm soát sự chuyển đổi giữa các trạng thái đó là những vấn đề cốt lõi trong lĩnh vực vật lý vật chất ngưng tụ và khoa học vật liệu" - các tác giả giải thích.
Giải quyết những vấn đề đó có thể dẫn đến những tiến bộ to lớn trong các công nghệ như điện toán lượng tử và điện tử học spin.
Các phát hiện mới không chỉ mở ra hướng nghiên cứu trong tương lai về các pha ẩn và quá trình chuyển đổi của chúng; mà còn có nghĩa là sự thay đổi pha có thể được kiểm soát chặt chẽ, cho thấy tiềm năng rộng rãi trong việc ứng dụng trong toàn bộ lĩnh vực lượng tử.
