Un grupo de investigación internacional observó un estado en los óxidos de cobre en el que los grados de libertad orbitales no se congelaron a bajas temperaturas y los electrones fluctuaron debido a las fluctuaciones cuánticas. El grupo también aclaró la escala de tiempo de estas fluctuaciones cuánticas en la resonancia de espín de electrones multifrecuencia ESR experimenta en un fuerte campo magnético por primera vez.
Los electrones tienen tres grados de libertad: espín, orbital y carga eléctrica. En física de la materia condensada, el estudio de los agregados formados por múltiples átomos e iones, como cristales y vidrio, la realización de un estado de "líquido de espín cuántico"En el que los grados de libertad de giro no se congelan, incluso a temperaturas muy bajas, se cree que es uno de los objetivos en el campo".
En el óxido de cobre de tipo perovskita, una estructura cristalina típica de óxido metálico, la posibilidad de lograr un estado líquido orbital de giro cuántico figura 1 en el que los grados de libertad de giro y los grados de libertad orbital no se congelan incluso a temperaturas muy bajasSe sugirió que la investigación conjunta con muestras de alta calidad, en la que este grupo estaba involucrado, aclarara que la distorsión de Jahn-Teller, que muestra que el grado de libertad orbital se congela, no tuvo lugar a bajas temperaturas. Sin embargo, no hubo evidencia directade un estado líquido orbital de espín cuántico, como una observación de la dinámica cuántica orbital en el espín.
Masayuki Hagiwara, profesor de la Universidad de Osaka, Takehito Nakano, profesor asistente y Yasuo Nozoe, profesor de la Universidad de Osaka, en colaboración con Satoru Nakatsuji, profesor de la Universidad de Tokio y Yibo Han, profesor asociado de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hauzhong,examinó cristales individuales de alta calidad de óxido de cobre de tipo perovskita 6H-Ba3CuSb2O9 utilizando un aparato de resonancia de espín electrónico ESR con un amplio rango de frecuencia en una instalación de campo magnético fuerte en la Universidad de Osaka. Como resultado, mientras que a baja frecuencia,los grados de libertad orbitales no se congelaron a temperaturas extremadamente bajas, pero a alta frecuencia, se observó que estos grados de libertad orbitales se congelaron.
Estos resultados han aclarado que la escala de tiempo de las fluctuaciones cuánticas orbitales es de aproximadamente 100 ps por debajo de 20 K. Este logro ha aclarado la dinámica de un nuevo estado líquido cuántico, "líquido orbital de giro cuántico", que se puso a disposición mediante el uso defuertes campos magnéticos por primera vez. La realización del estado líquido orbital de espín cuántico es comparable a la de la superconductividad y la superfluidez del helio.
Estos logros de investigación permitirán diseñar nuevos materiales para realizar el estado líquido orbital de espín cuántico y tendrán un efecto en el desarrollo de materiales necesarios para la base del control de información cuántica en computadoras cuánticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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