Di laboratorium Universitas Sains Tokyo dan Universitas Tohoku, para ilmuwan menemukan penanda sederhana namun andal untuk memprediksi sifat magnetik paduan kompleks. Ukuran sel struktural berulang kristal ternyata lebih tepat daripada konsentrasi elektron yang biasa dalam membedakan berbagai jenis magnetisme pada material yang berkerabat dengan kuasikristal.
Para peneliti mempelajari kristal aproksiman tipe Tsai — struktur dengan kluster atom bersarang yang meniru ciri-ciri kuasikristal sejati. Dalam senyawa mengandung emas dengan aluminium atau galium dan unsur tanah jarang (terbium, disprosium, holmium), perilaku magnetik bergantung pada parameter kisi — jarak antara simpul atom yang berulang.
Pada nilai lebih dari 14,72 angstrom muncul keadaan antiferomagnetik «vorteks»: momen magnetik atom tersusun dalam konfigurasi teratur namun berlawanan arah. Dalam interval sempit 14,62–14,72 angstrom muncul feromagnetisme vorteks dengan magnetisasi menyeluruh. Di bawah ambang ini material beralih ke keadaan gelas spin — pembekuan momen yang kacau tanpa tatanan jarak jauh.
Sebelumnya para ilmuwan berorientasi terutama pada jumlah elektron valensi per atom. Indikator ini bekerja tidak stabil ketika komposisi kimia berubah. Kriteria struktural baru memberikan diagram fase tunggal, yang kini berfungsi sebagai peta praktis untuk mencari dan menciptakan material dengan sifat magnetik yang diinginkan.
Penemuan ini penting bukan hanya bagi fisika fundamental. Ia membuka jalan menuju desain material kuantum yang terarah, tempat keadaan magnetik tak biasa dapat menjadi dasar perangkat masa depan — dari sensor hingga elemen komputasi kuantum. Perubahan sekecil apa pun pada ukuran «kamar» atom secara radikal mengubah perilaku seluruh «kolektif» atom.
Hasilnya dipublikasikan di Journal of the American Chemical Society dan sudah dianggap sebagai penanda andal untuk pencarian sistematis kuasikristal magnetik baru dan aproksimannya.
