Magnetische momenten ("spins") in magnetische vaste stoffen kunnen de meest uiteenlopende structuren vormen. Sommige zijn niet alleen wetenschappelijk interessant, maar ook vanuit technisch oogpunt:processors en opslagmedia die gebruik maken van deze kleine structuren zouden op een dag kunnen leiden tot de verdere miniaturisering van IT-apparaten en hun energie-efficiëntie aanzienlijk verbeteren.

Een team van onderzoekers uit Zwitserland, Duitsland, Moldavië en Frankrijk hebben nu het bestaan ​​van een nieuwe spiraalvormige magnetische structuur bewezen:ze vonden aanwijzingen voor een zogenaamde "spiraal-spin-vloeistof" -structuur in mangaan-scandium-thiospinel-eenkristallen (MnSc2S4) bij lage temperaturen. Naburige spins fluctueren hier collectief als spiralen, maar als het om ruimtelijke afstanden gaat, ze nemen geen bepaalde bestelling aan, net zoals watermoleculen alleen structuren zullen vormen met nabijgelegen moleculen.

"Spiraal-spin-vloeistof"-structuren werden al in 2007 voorspeld. "Een kenmerkend kenmerk van dit type systeem is het zogenaamde "spiraaloppervlak" - een continu oppervlak van spiraalvormige voortplantingsvectoren in een reciproke ruimte", verklaarde Dr. Yixi Su, instrumentwetenschapper bij de diffuse scattering neutron time of flight spectrometer (DNS), een instrument van het Jülich Centrum voor Neutronenwetenschap (JCNS) op zijn buitenstation in het Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. Het is precies dit patroon dat nu kon worden geverifieerd met behulp van gepolariseerde diffuse neutronenverstrooiing op het DNS-instrument.

Dit bewijzen was niet eenvoudig; Yixi Su beschrijft de uitdagingen die de onderzoekers moesten overwinnen. "Voor de experimenten we hadden monstermaterialen nodig die vrij waren van gebreken en exact stoichiometrisch waren. Deze zijn zeer moeilijk in grote hoeveelheden te produceren. Uiteindelijk, we moesten het doen met slechts ongeveer 30 milligram kristallen. Als metingen met een hoge telsnelheid, lage achtergrond- en polarisatieanalyse zijn mogelijk bij DNS, zelfs deze kleine hoeveelheid monstermateriaal was voldoende om direct bewijs van het spiraalvormige oppervlak te leveren"