Scoperto un comportamento quantico critico nella superconduttività

Scoperto un comportamento quantico critico nella superconduttività
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Alcuni scienziati del Laboratorio Ames del Dipartimento di Energia degli Stati Uniti hanno scoperto una nuova criticità di tipo quantistico in un materiale superconduttore, portando ad una maggiore comprensione del legame tra magnetismo e superconduttività.

La scoperta è stata una conseguenza dell'uso di tecniche di risonanza magnetica nucleare allo stato solido (anche ssNMR), un metodo di indagine che porta ad identificare variazioni nello spin dei protoni all'interno dei nuclei atomici.

La maggior parte dei materiali superconduttori composti da ferro e arseniuro mostra variazioni sia magnetiche che strutturali, rendendo difficile comprendere il ruolo che svolgono negli stati di superconduzione. Ma un composto di calcio, potassio, ferro e arsenico, a cui vengono aggiunte piccole quantità di nichel, reso in formula come CaK(Fe1-xNix)4As4, prodotto per la prima volta al Laboratorio Ames, è stato osservato esibire un nuovo stato magnetico chiamato "hedgehog spin-vortex crystal antiferromagnetic state", la cui possibile traduzione è "stato di un cristallo antiferromagnetico di tipo spin-vortex".

"Le variazioni di spin possono avere un ruolo importante per la superconduttività non convenzionale", ha dichiarato Yuji Furukawa, scienziato senior presso Ames Laboratory e professore di fisica e astronomia presso l'Iowa State University. "Con questo particolare materiale, siamo stati in grado di esaminare solo le fluttuazioni magnetiche e l'NMR è una delle tecniche più sensibili per esaminarle". La scoperta della criticità quantistica magnetica suggerisce che il principale motore della superconduttività risiederebbe proprio nelle fluttuazioni di spin.

"E' un nuovo tipo di ordine magnetico", dichiara il ricercatore Paul Canfield. "C'è questa interazione interessante tra superconduttività e magnetismo ad alte temperature nello stato normale, il che ci dà la sensazione che questa superconduttività ad alta temperatura possa provenire proprio da una transizione antiferromagnetica da critica e quantica."

La ricerca è attualmente in fase di approfondimento ed al momento è ampiamente discussa nel documento "Hedgehog Spin-vortex Crystal Antiferromagnetic Quantum Criticality in CaK(Fe1-xNix)4As4 revealed by NMR", pubblicato sul Physical Review Letters.

FONTE: phys
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