Una collaborazione internazionale di scienziati ha portato alla scoperta di un nuovo stato della materia, chiamato *liquido di spin quantistico. Questa scoperta rappresenta un significativo passo avanti nella fisica quantistica, con potenziali applicazioni nei computer quantistici e una migliore comprensione delle interazioni fondamentali nell'universo. Il liquido di spin quantistico (1) è stato identificato studiando un materiale chiamato pirocloro stannato di cerio (2). Utilizzando tecniche avanzate come la diffusione di neutroni, i ricercatori sono riusciti a osservare come gli spin degli elettroni, che normalmente si allineano come piccoli magneti, rimangono in uno stato di continua variazione. Questo comportamento è sorprendente perché, in genere, gli spin degli elettroni tendono ad allinearsi in modo ordinato a basse temperature.
Il team di ricerca guidato da Romain Sibille presso l'Istituto Paul Scherrer in Svizzera ha utilizzato uno spettrometro specializzato (misuratore di radiazione elettromagnetica) presso l'Institut Laue-Langevin di Grenoble, in Francia. Sibille ha spiegato: "Abbiamo dovuto ricorrere a uno spettrometro specializzato per ottenere dati estremamente precisi e comprendere meglio questo comportamento anomalo degli spin".
(1)Il liquido di spin quantistico rappresenta uno stato della materia in cui gli spin degli elettroni rimangono in uno stato di sovrapposizione quantistica, senza mai congelarsi in un ordine magnetico stabile. Questa condizione particolare della materia, teorizzata per la prima volta negli anni '70 dal fisico teorico Philip Anderson, è stata estremamente difficile da osservare sperimentalmente fino ad ora. Gli 'spinoni', particelle che emergono in questo stato, interagiscono emettendo e riassorbendo quanti di luce, creando un comportamento complesso e affascinante. Questo potrebbe avere implicazioni enormi per lo sviluppo di computer quantistici, poiché i liquidi di spin quantistico potrebbero essere utilizzati per creare qubit stabili e resistenti alla decoerenza, un problema critico nei computer quantistici attuali. La scoperta del liquido di spin quantistico apre nuove strade nella fisica della materia condensata e potrebbe portare a sviluppi significativi nelle tecnologie quantistiche. Il team di ricerca sta già esplorando la possibilità di trovare altre particelle esotiche all'interno di questo stato, come i "visons", ipotetici monopoli magnetici che potrebbero comportarsi come monopoli magnetici in un universo in miniatura creato dagli spin degli elettroni.
(2) Il pirocloro stannato di cerio è un materiale complesso che appartiene alla famiglia dei pirocloroidi, un gruppo di minerali con una struttura cristallina cubica. Questo materiale è composto da elementi come cerio, stagno, ossigeno e altri metalli, e ha proprietà magnetiche uniche che lo rendono interessante per la ricerca scientifica. In termini semplici, il pirocloro stannato di cerio è un minerale che contiene cerio e stagno, e ha una struttura cristallina particolare che gli permette di mostrare comportamenti magnetici speciali.
Andriy Nevidomskyy, un fisico teorico dell'Università Rice negli Stati Uniti, ha sottolineato l'importanza di questa scoperta: "Il liquido di spin quantistico ci offre una nuova piattaforma per esplorare la fisica delle particelle esotiche e potrebbe avere applicazioni rivoluzionarie nei dispositivi quantistici del futuro".
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