Un posible nuevo estado de la materia se informa en la revista Naturaleza , con investigaciones que muestran que entre los materiales superconductores en campos magnéticos altos, el fenómeno de ruptura de simetría electrónica es común. La capacidad de encontrar similitudes y diferencias entre clases de materiales con fenómenos como este ayuda a los investigadores a establecer los ingredientes esenciales que causan nuevas funcionalidadescomo la superconductividad.
El estado de alto campo magnético del superconductor de fermiones pesados CeRhIn5 reveló el llamado estado nemático electrónico, en el que los electrones del material se alinearon de una manera para reducir la simetría del cristal original, algo que ahora parece ser universal entresuperconductores no convencionales. La superconductividad no convencional se desarrolla cerca de un límite de fase que separa las fases de un material ordenadas magnéticamente y desordenadas magnéticamente.
"La aparición de la alineación electrónica, llamada comportamiento nemático, en un superconductor de fermión pesado prototípico destaca la interrelación de la nematicidad y la superconductividad no convencional, lo que sugiere que la nematicidad es común entre los materiales superconductores correlacionados", dijo Filip Ronning del Laboratorio Nacional de Los Alamos,autor principal del artículo.Los fermiones pesados son compuestos intermetálicos que contienen elementos de actínidos o tierras raras.
"Estos materiales de fermiones pesados tienen una jerarquía de escalas de energía diferente a la que se encuentra en el metal de transición y los materiales orgánicos, pero a menudo tienen grados de libertad de acoplamiento, carga y celosía complejos y entrelazados de física", dijo.
El trabajo fue reportado en Naturaleza por personal del grupo y colaboradores de Los Alamos Condensed Matter and Magnet Science.
Utilizando mediciones de transporte cerca del punto crítico cuántico sintonizado en campo de CeRhIn5 a 50 Tesla, los investigadores observaron un estado de tipo nemático fluctuante. Un estado nemático es más conocido en cristales líquidos, en donde las moléculas del líquido son paralelas pero nodispuestos en una matriz periódica. Se han observado estados de tipo nemático en sistemas de metales de transición cerca de transiciones de fase magnética y superconductora. La aparición de esta propiedad apunta a la correlación de la nematicidad con la superconductividad no convencional. La diferencia, sin embargo, del nuevo estado nemático encontrado en CeRhIn5en relación con otros sistemas es que puede rotarse fácilmente por la dirección del campo magnético.
El uso de la instalación de imanes de campo pulsado del National High Magnetic Field Laboratory en Los Alamos fue esencial, señaló Ronning, debido a los grandes campos magnéticos requeridos para acceder a este estado. Además, otra contribución esencial fue la fabricación de dispositivos de tamaño micrométricoutilizando un fresado de haz de iones enfocado realizado en Alemania, que permitió las mediciones de transporte en grandes campos magnéticos
La superconductividad se usa ampliamente en imágenes de resonancia magnética MRI y en aceleradores de partículas, dispositivos de fusión magnética y filtros de RF y microondas, entre otros usos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :