¡Nueva criticidad cuántica descubierta en superconductividad!

¡Nueva criticidad cuántica descubierta en superconductividad!

Usando técnicas de resonancia magnética nuclear de estado sólido (ssNMR), los científicos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de los Estados Unidos descubrieron una nueva criticidad cuántica en un material superconductor, lo que llevó a una mayor comprensión de la relación entre el magnetismo y la superconductividad no convencional.

criticidad descubierta en superconductividad
Investigación de superconductividad cuántica en Ames.

La mayoría de los superconductores de arseniuro de hierro presentan transiciones magnéticas y estructurales (o nemáticas), lo que dificulta la comprensión del papel que desempeñan en los estados superconductores. Pero un compuesto de calcio, potasio, hierro y arsénico, y dopado con pequeñas cantidades de níquel, CaK(Fe1-xNix)4As4, hecho por primera vez en el Laboratorio Ames, ha sido descubierto para exhibir un nuevo estado magnético llamado estado antiferromagnético de cristal de espín-vórtice erizo sin transiciones nemáticas.

"Se puede considerar que las fluctuaciones giratorias o nemáticas juegan un papel importante en la superconductividad no convencional", dijo Yuji Furukawa, científico principal del Laboratorio Ames y profesor de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Iowa. "Con este material en particular, pudimos examinar sólo las fluctuaciones magnéticas, y la RMN es una de las técnicas más sensibles para examinarlas."

Continuó, "usando 75A como RMN, descubrimos que CaKFe4As4 está situado en un punto crítico cuántico antiferromagnético de cristal de espín-vórtex erizo que se evita debido a la superconductividad. El descubrimiento de la criticidad cuántica magnética sin nematicidad en CaK(Fe1?xNix)4As4 sugiere que las fluctuaciones de espín son el principal conductor de la superconductividad".

El descubrimiento de Furukawa fue una colaboración entre el equipo de SSNMR de Ames Laboratory, líder en el mundo, y los físicos de materia condensada del laboratorio, incluyendo a Paul Canfield, científico senior del Laboratorio Ames y profesor distinguido y profesor Robert Allen Wright de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Iowa.
Este es un nuevo tipo de orden magnético, dijo Canfield. "Tienes esta interesante interacción entre la superconductividad y el magnetismo de las altas temperaturas en estado normal. Esto nos da la sensación de que esta superconductividad a alta temperatura puede provenir de esta transición antiferromagnética cuántica crítica".

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