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A equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Laboratório de Magnetismo Quântico (LQM) na Suíça e pelo Centro de Nanotecnologia de Londres (LCN), descobriu que o material, um sal transparente, não sofreu as complicações habituais de outros ímãs reais, E explorou o fato de que seus spins quânticos C são como minúsculos ímãs atômicos-interagem de acordo com as regras de grandes ímãs de barra. O estudo foi publicado na Science.
Qualquer pessoa que tenha brincado com o brinquedo Magnetic Bar na escola se lembrará de que postes opostos se atraem, alinhados paralelos uns aos outros quando são colocados de ponta a ponta, e anti-paralelo quando colocados adjacentes uns aos outros. Como os ímãs de barra convencionais são simplesmente grandes demais para revelar qualquer natureza da mecânica quântica, e a maioria dos materiais é muito complexa para que os spins interajam como verdadeiros ímãs de barra, o sal transparente é o material perfeito para ver o que está acontecendo no nível quântico para uma coleção densa de minúsculos ímãs de barra.
A equipe foi capaz de imaginar todos os spins no sal especial, descobrindo que os spins são paralelos dentro de pares de camadas, enquanto para pares de camadas adjacentes, eles são antiparalelos, como grandes ímãs de barra colocados adjacentes uns aos outros seriam. O arranjo de spin é chamado de ''antiferromagnetic''. Em contraste, para ferromagnetos como o ferro, todos os spins são paralelos.
Ao aquecer o material a apenas 0,4 graus Celsius acima do "zero" absoluto da temperatura, onde todo o movimento clássico (não quântico) cessa, a equipe descobriu que os spins perdem sua ordem e apontam em direções aleatórias, como o ferro faz quando perde seu ferromagnetismo quando aquecido a 870 Celsius, Muito mais alto do que a temperatura ambiente por causa das interações fortes e complexas entre spins de elétrons neste sólido muito comum.
A equipe também descobriu que poderia atingir a mesma perda de ordem ativando a mecânica quântica com um eletroímã contendo o sal. Assim, os físicos agora têm um novo brinquedo, uma coleção de minúsculos ímãs de barra, que naturalmente assumem uma configuração antiferromagnética e para a qual podem discar em mecânica quântica à vontade.
"Compreender e manipular as propriedades magnéticas de materiais mais tradicionais, como o ferro, há muito tempo são essenciais para muitas tecnologias familiares, desde motores elétricos, discos rígidos demais em computadores digitais", disse o professor Gabriel Aeppli, diretor da UCL da LCN.
''Embora isso possa parecer esotérico, existem conexões profundas entre o que foi alcançado aqui e novos tipos de computadores, que também contam com a capacidade de ajustar a mecânica quântica para resolver problemas difíceis, como reconhecimento de padrões em imagens.''
Qualquer pessoa que tenha brincado com o brinquedo Magnetic Bar na escola se lembrará de que postes opostos se atraem, alinhados paralelos uns aos outros quando são colocados de ponta a ponta, e anti-paralelo quando colocados adjacentes uns aos outros. Como os ímãs de barra convencionais são simplesmente grandes demais para revelar qualquer natureza da mecânica quântica, e a maioria dos materiais é muito complexa para que os spins interajam como verdadeiros ímãs de barra, o sal transparente é o material perfeito para ver o que está acontecendo no nível quântico para uma coleção densa de minúsculos ímãs de barra.
A equipe foi capaz de imaginar todos os spins no sal especial, descobrindo que os spins são paralelos dentro de pares de camadas, enquanto para pares de camadas adjacentes, eles são antiparalelos, como grandes ímãs de barra colocados adjacentes uns aos outros seriam. O arranjo de spin é chamado de ''antiferromagnetic''. Em contraste, para ferromagnetos como o ferro, todos os spins são paralelos.
Ao aquecer o material a apenas 0,4 graus Celsius acima do "zero" absoluto da temperatura, onde todo o movimento clássico (não quântico) cessa, a equipe descobriu que os spins perdem sua ordem e apontam em direções aleatórias, como o ferro faz quando perde seu ferromagnetismo quando aquecido a 870 Celsius, Muito mais alto do que a temperatura ambiente por causa das interações fortes e complexas entre spins de elétrons neste sólido muito comum.
A equipe também descobriu que poderia atingir a mesma perda de ordem ativando a mecânica quântica com um eletroímã contendo o sal. Assim, os físicos agora têm um novo brinquedo, uma coleção de minúsculos ímãs de barra, que naturalmente assumem uma configuração antiferromagnética e para a qual podem discar em mecânica quântica à vontade.
"Compreender e manipular as propriedades magnéticas de materiais mais tradicionais, como o ferro, há muito tempo são essenciais para muitas tecnologias familiares, desde motores elétricos, discos rígidos demais em computadores digitais", disse o professor Gabriel Aeppli, diretor da UCL da LCN.
''Embora isso possa parecer esotérico, existem conexões profundas entre o que foi alcançado aqui e novos tipos de computadores, que também contam com a capacidade de ajustar a mecânica quântica para resolver problemas difíceis, como reconhecimento de padrões em imagens.''
