„Nemoguća“ kvantna struktura stvorena spajanjem dva sintetička materijala – sendvič od egzotičnih materijala

Čovečansvo stvara nove materijale od bronzanog doba (kojih nema u prirodi), a od napretka moderne nauke sposobni smo da pravimo neke zaista neobične supstance.

Sad su dva materijala koja imaju zaista izvanredne osobine spojena u novu kvantnu strukturu sa veoma neobičnim magnetnim svojstvima.

Preporučujemo

Prvi je disprozijum-titanat, neorgansko jedinjenje koje se koristi u nuklearnim reaktorima sa krajnje važnom ulogom: hvata radioaktivne materijale. Samo to bi obezbedilo disprozijum-titanatu mesto u holu slavnih jedinjenja, ali u ovom materijalu se može videti nešto zaista jedinstveno: magnetni jednopoli.

Ako ste pomislili da su magnetni jednopoli samo hipotetički, u pravu ste. Sve sa magnetnim poljem u univerzumu ima severni pol i južni pol. Ako slomite magnetnu šipku napola, dobićete dva magneta – oba sa dva pola. Magnetni jednopoli u vakuumu mogli bi postojati, ali nisu nađeni. Međutim, u materijalima poznatim kao „spinski led“ (poput disprozijum-titanata), moguće su kvazičestice nalik predviđenom jednopolu.

Drugi sloj strukture je pirohlor-iridat, novi magnetni polumetal koji možda nema primenu kao disprozijum-titanat, ali ima još jednu ranije neviđenu kvazičesticu: Vajlov fermion, predložen pre skoro sto godina, ali postoji samo u ovim Vajlovim polumetalima.

Napraviti neobičnu kvantnu strukturu spajanjem atomski debelih slojeva materijala uopšte nije lako. Ne mogu se samo postaviti jedan uz drugi i istraživali su morali sa smisle način za stvaranje novog materijala: jedan infracrveni laser zagreva materijal, a drugi pomaže u raspoređivanju jedinjenja na atomskom nivou.

„Ova studija predstavlja veliki korak napred u sintezi materijala i mogla bi značajno uticati na način stvaranja kvantnih senzora i razvoja spintroničkih uređaja“, kažu istraživači sa Univerziteta Ratgers, koji ispituju svojstva novog materijala sa mogućom upotrebom u kvantnim senzorima i kvantnom računarstvu.

Ovaj rad obezbeđuje nov način za dizajniranje potpuno novih veštačkih dvodimenzionalnih kvantnih materijala, sa potencijalom za unapređenje kvantnih tehnologija i dublji uvid u njihova fundamentalna svojstva na ranije nemoguće načine.

(Telegraf Nauka/IFL Science)