Quantum Ontdekking: Nieuwe 'Half-IJs, Half-Vuur' Staat Onthuld, Potentieel voor Quantum Computing

Een nieuwe toestand van materie, genaamd 'half-ijs, half-vuur', is ontdekt in een magnetische verbinding, Sr3CuIrO6, door natuurkundigen van Brookhaven National Laboratory (USA) in 2024. Deze ontdekking bouwt voort op hun identificatie in 2016 van een 'half-vuur, half-ijs' staat in hetzelfde materiaal, bestaande uit strontium, koper, iridium en zuurstof. De sleutel tot deze doorbraak ligt in het concept van 'frustratie', dat interacties tussen naburige deeltjes beschrijft. Het team ontdekte dat binnen een smal temperatuurbereik de toestand van het materiaal volledig omkeert. In de 'half-vuur, half-ijs' staat zijn de elektronspins op koperatomen ongeordend, lijkend op vlammen, terwijl iridiumspins op hun plaats bevroren zijn. Omgekeerd, in de nieuw ontdekte 'half-ijs, half-vuur' staat, worden koper spins geordend en iridiumspins chaotisch. Deze omkeerbaarheid, geïdentificeerd door onderzoekers Weiguo Yin en Alexei Tsvelik, is cruciaal voor het potentieel benutten van Sr3CuIrO6 in kwantuminformatiewetenschap en micro-elektronica. Het vermogen om faseovergangen nauwkeurig te controleren, kan nieuwe technologische mogelijkheden in het kwantumdomein ontsluiten, wat mogelijk leidt tot vooruitgang in quantum computing en spintronica. Yin benadrukt dat het begrijpen van overgangen tussen exotische toestanden centraal staat in de fysica van de gecondenseerde materie en de materiaalkunde, met het potentieel om grote technologische vooruitgang te stimuleren.