Onderzoekers van de Universiteit van Californië, Irvine, hebben gedetailleerd beschreven hoe wanorde kwantumspinvloeistoffen verandert en een nieuwe fase van materie vormt. Het onthullen van deze nieuwe fase zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe kwantumtechnologieën.

Hun bevindingen werden gepubliceerd in Physical Review Letters.

Kwantumspinvloeistoffen zijn systemen waarin magnetische spins verstoord zijn en zich als een vloeistof gedragen, zelfs bij temperaturen rond het absolute nulpunt. Ze hebben aanzienlijke belangstelling getrokken vanwege hun potentieel voor toepassingen in kwantumcomputing, gegevensopslag en andere technologieën.

Het team synthetiseerde zeer zuivere enkele kristallen van een op kagome gebaseerde verbinding en gebruikte neutronenverstrooiing en andere technieken om de eigenschappen ervan te bestuderen. Het kagome-rooster van deze verbinding bestaat uit hoekdelende driehoeken, een topologie waarvan bekend is dat deze een verscheidenheid aan exotische kwantumtoestanden herbergt.

Het team ontdekte dat kleine hoeveelheden wanorde kwantumspinvloeistoffen op verschillende manieren dramatisch veranderen. Ten eerste ontdekten ze dat de spin-vloeistoftoestand bij zeer lage temperaturen een geordende toestand over lange afstand wordt. Ten tweede ontdekten ze dat wanorde gaten in het spin-vloeistofspectrum veroorzaakt, die de elektronische eigenschappen van het materiaal beïnvloeden.

Deze bevindingen bieden waardevolle informatie over het gedrag van kwantumspinvloeistoffen in aanwezigheid van wanorde, wat belangrijk is voor het begrijpen van hun potentieel voor gebruik in toekomstige technologieën.