Hành vi chất lỏng quay lượng tử ẩn được xác nhận trong một tinh thể kagome mới

Bài báo đưa tin về một bước tiến quan trọng trong việc xác nhận sự tồn tại của chất lỏng spin lượng tử (QSL), một trạng thái vật chất kỳ lạ trong đó các spin electron duy trì trạng thái dao động và rối lượng tử ngay cả khi gần đến nhiệt độ tuyệt đối, phá vỡ trật tự từ tính thông thường. Trước đây, do thiếu các dấu hiệu thực nghiệm rõ ràng, QSL luôn khó xác định một cách chắc chắn. Nhóm nghiên cứu tập trung vào các vật liệu có cấu trúc mạng kagome — một mô hình nguyên tử tam giác được biết đến với khả năng gây rối loạn trật tự từ tính và có thể chứa QSL. Trước đó, các kích thích từ tính bất thường quan sát được trong vật liệu kagome herbertsmithite đã gợi ý về hành vi QSL, nhưng chưa rõ liệu những hiện tượng này có đặc trưng duy nhất cho hợp chất đó hay không. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã tổng hợp các tinh thể đơn chất chất lượng cao của một vật liệu kagome khác, Zn-barlowite, và sử dụng kỹ thuật tán xạ neutron không đàn hồi ở nhiệt độ rất thấp để khảo sát động học spin của nó. Họ phát hiện rằng các kích thích cơ bản trong Zn-barlowite không phải là các magnon thông thường mà là các spinon phân đoạn, một dấu hiệu đặc trưng của sự rối lượng tử mạnh.