Liquido di spin quantistico

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In fisica della materia condensata, il liquido di spin quantistico è uno stato che viene a formarsi in un sistema di spin quantistici interagenti tra di loro. Lo stato fa riferimento a "liquido" per lo stato disordinato in cui viene a trovarsi rispetto allo stato di spin ferromagnetico[1], simile all'acqua liquida comparata alla sua forma ghiacciata, ovvero allo stato cristallino. A differenza di altri stati disordinati il liquido di spin quantistico preserva il suo disordine a temperatura vicine allo zero assoluto. Questo stato della materia è correlato al concetto di frazionalizzazione degli elettroni e all'emergere di particelle con caratteristiche di fermioni di Majorana[2].

Lo stato fu teorizzato per la prima volta dal fisico Philip Anderson nel 1973 per un sistema di spin in un reticolo triangolare che interagisce con i suoi vicini con interazioni anti-ferromagnetiche. La teoria acquisì interesse quando nel 1987 fu usato lo stato per interpretare la superconduttività ad alte temperature[3].

Modelli di stati disordinati per il liquido di spin quantistico[modifica | modifica wikitesto]

Momenti magnetici frustrati geometricamente[modifica | modifica wikitesto]

Legami di valenza risonanti - RVB[modifica | modifica wikitesto]

Eccitazioni[modifica | modifica wikitesto]

Realizzazioni di stati RVB stabili[modifica | modifica wikitesto]

Esperimenti[modifica | modifica wikitesto]

Il 6 aprile 2016 viene confermata sulla rivista Nature Materials la prima evidenza sperimentale di questo stato dai fisici del Oak Ridge National Laboratory nel cloruro di rutenio in forma bidimensionale[4][5][6].

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Alasdair Wilkins, A Strange New Quantum State of Matter: Spin Liquids, in io9, 15 agosto 2011. URL consultato il 23 dicembre 2012.
  2. ^ Diviso l'elettrone, il computer quantistico è più vicino, in toms.hw.it, 6 aprile 2016. URL consultato il 6 aprile 2016.
  3. ^ Quantum mapmakers complete first voyage through spin liquid, su ISIS neutron and muon source. URL consultato il 23 agosto 2013.
  4. ^ Visto nuovo stato della materia, mai osservato finora, in repubblica.it, 6 aprile 2016. URL consultato il 6 aprile 2016.
  5. ^ Majorana aveva ragione: creato per la prima volta lo spin quantico liquido, su Corriere della Sera. URL consultato il 7 aprile 2016.
  6. ^ A. Banerjee, C. A. Bridges e J.-Q. Yan, Proximate Kitaev quantum spin liquid behaviour in a honeycomb magnet, in Nature Materials, DOI:10.1038/nmat4604.
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