Επιστήμονες ανακάλυψαν νέα κβαντική κρισιμότητα σε ένα υπεραγώγιμο υλικό

Χρησιμοποιώντας τεχνικές στερεάς κατάστασης πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (ssNMR), επιστήμονες στο Εργαστήριο Ames του Υπουργείου Ενέργειας της Αμερικής ανακάλυψαν μια νέα κβαντική κρισιμότητα σε ένα υπεραγώγιμο υλικό, οδηγώντας σε μεγαλύτερη κατανόηση της σχέσης μεταξύ μαγνητισμού και αντισυμβατικής υπεραγωγιμότητας.

Οι περισσότεροι υπεραγωγοί σιδήρου-αρσενιδίου εμφανίζουν τόσο μαγνητικές όσο και δομικές (ή νηματικές) μεταβάσεις, καθιστώντας δύσκολη την κατανόηση του ρόλου που διαδραματίζουν στις υπεραγώγιμες καταστάσεις. Όμως, μια ένωση ασβεστίου, καλίου, σιδήρου και αρσενικού εφοδιασμένη με μικρές ποσότητες νικελίου, CaK (Fe1-xNix) 4As4, που κατασκευάστηκε στο εργαστήριο Ames, ανακαλύφθηκε ότι παρουσιάζει μια νέα μαγνητική κατάσταση που ονομάζεται αντισφαιρομαγνητική κατάσταση κρυσταλλικού σπινθήρα-vortex κρυστάλλου μεταβάσεις.

“Οι σπινθήρες ή οι νηματικές διακυμάνσεις μπορούν να θεωρηθούν ότι παίζουν σημαντικό ρόλο για την αντισυμβατική υπεραγωγιμότητα”, δήλωσε ο Yuji Furukawa, ανώτερος επιστήμονας στο Ames Laboratory και καθηγητής Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα.

“Η ανακάλυψη της μαγνητικής κβαντικής κρισιμότητας χωρίς νηματικότητες στο CaK (Fe1-xNix) 4As4  υποδηλώνει ότι οι διακυμάνσεις της περιστροφής είναι ο κύριος οδηγός της υπεραγωγιμότητας “, τονίζει ο Furukawa.

Η ανακάλυψη του Furukawa ήταν μια συνεργασία μεταξύ της κορυφαίας ομάδας SSNMR του Εργαστηρίου της Ames και των φυσικών της εργαστηριακής συμπυκνωμένης ύλης, όπως ο Paul Canfield, ανώτερος επιστήμονας στο εργαστήριο Ames και διακεκριμένος καθηγητής και ο καθηγητής φυσικής και αστρονομίας του Robert Allen Wright στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα.

“Αυτός είναι ένας νέος τύπος μαγνητικής τάξης”, δήλωσε ο Canfield και συνέχισε σημειώνοντας πως “είναι μια ενδιαφέρουσα αλληλεπίδραση μεταξύ της υπεραγωγιμότητας και του μαγνητισμού από τις υψηλές θερμοκρασίες στην κανονική κατάσταση. Αυτό μας δίνει την αίσθηση ότι αυτή η υπεραγωγιμότητα υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να προέρχεται από αυτή την σχεδόν κβαντική κρίσιμη αντισφαιρομαγνητική μετάβαση”.

Η έρευνα συζητείται περαιτέρω στο έγγραφο “Hedgehog Spin-vortex Crystal Antiferromagnetic Quantum Criticality στο CaK (Fe1-xNix) 4As4 που αποκαλύπτεται με NMR”,  και  δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters.

Επιμέλεια Κειμένου: Κατερίνα Καλτσά