Een specifieke uraniumverbinding verbaast onderzoekers al dertig jaar. Hoewel de kristalstructuur eenvoudig is, niemand begrijpt precies wat er gebeurt als het eenmaal onder een bepaalde temperatuur is afgekoeld. Blijkbaar, er ontstaat een 'verborgen orde', waarvan de aard volledig onbekend is. Nu hebben natuurkundigen deze verborgen ordetoestand nauwkeuriger gekarakteriseerd en op microscopische schaal bestudeerd. Om dit te bereiken, ze gebruikten de High-Field Magnet bij de HZB waarmee neutronenexperimenten kunnen worden uitgevoerd onder extreem hoge magnetische velden.

Kristallen bestaande uit de elementen uranium, ruthenium, rhodium, en silicium hebben een eenvoudige geometrische structuur en zouden geen geheimen meer moeten verbergen. Echter, dat is niet het geval - integendeel. Bij temperaturen onder 17,5 Kelvin, er ontstaat een nieuwe interne orde:iets in de materiële ordes op een nog niet onthulde manier, het vrijgeven van een bepaalde hoeveelheid warmte als een handtekening. Bekend is alleen dat de volgorde niet te wijten is aan statische magnetische momenten. Er zijn al meer dan 1000 publicaties verschenen over dit onderwerp zonder de sluier op te lichten.

Echter, conventionele magnetische toestanden kunnen op verschillende manieren worden opgewekt, zoals doping, druk of door grote magnetische velden. Dit kan helpen om meer licht te werpen op de verborgen orde zelf. Om in ieder geval nieuwe magnetische toestanden te bestuderen die voortkomen uit de verborgen orde, natuurkundigen van de HZB, van Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), de Universiteit van Amsterdam, en Universiteit Leiden, Nederland, hebben vlekkeloze kristallen onderzocht die zijn gemaakt van U(Ru0,92 Rh0,08)2Si2 bij cryotemperaturen en extreem hoge magnetische velden met behulp van neutronen.

"De experimenten met neutronenverstrooiing uitgevoerd onder extreem hoge magnetische velden hebben aangetoond dat bij ongeveer 21,6 Tesla, er is echt een nieuwe magnetische faseovergang", legt eerste auteur dr. Karel Prokeš van de HZB uit. "Dit betekent dat er een nieuwe magnetische orde in het kristal is ontstaan." Het gaat om een ​​niet-gecompenseerde antiferromagnetische orde waarin de magnetische momenten van de uraniumatomen afwisselend op-up-down in tegengestelde richtingen wijzen.

Toen Prokeš het gezamenlijke manuscript inleverde bij het gerenommeerde tijdschrift Fysieke beoordeling B , hij kreeg binnen 19 minuten een positief antwoord. Het werk werd gepubliceerd als een "Rapid Communication" - een nieuw snelheidsrecord dat iets zegt over het belang van dit experiment voor de vastestoffysica.