Странное новое квантовое состояние появляется, когда атомы становятся "фрустрированными"

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре открыли новый способ управления необычными магнитными состояниями, используя явление фрустрации в атомной структуре кристалла. Они обнаружили редкую систему, в которой одновременно сосуществуют и взаимодействуют магнитная фрустрация и фрустрация электронных связей, что потенциально позволяет контролировать экзотические квантовые состояния.

Фрустрация возникает, когда магнитные моменты или электронные связи в материале не могут занять стабильную конфигурацию из-за геометрии кристаллической решётки, например, треугольной. В исследованном материале обе формы фрустрации присутствуют одновременно, создавая систему, чувствительную к внешним воздействиям, таким как деформация или магнитное поле. Это фундаментальное исследование направлено на понимание физики, которая может лечь в основу будущих устройств.

Совместное существование двух фрустрированных систем открывает путь к их взаимному контролю: например, приложение деформации может индуцировать магнитный порядок, а магнитное поле — влиять на структуру. В перспективе это может позволить получить доступ к состояниям с дальнодействующим квантовым запутыванием спинов, что критически важно для квантовых информационных технологий, и создать материалы с множественными типами порядка.