Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США совершили уникальное открытие в области физики конденсированного состояния. Они обнаружили новую фазу материи, которую назвали «наполовину лед, наполовину огонь». Это название отражает сочетание упорядоченных (холодных) и неупорядоченных (горячих) состояний электронов под воздействием внешнего магнитного поля.
Исследователи подчеркивают, что речь идет не о физическом сочетании льда и огня, а о комбинации высокоупорядоченных (холодных) и высоконеупорядоченных (горячих) спинов электронов. Эта фаза материи ранее не наблюдалась и способна переключаться между состояниями при конечной температуре, что делает ее перспективной для применения в технологиях квантового хранения информации.
Открытие является продолжением предыдущих работ ученых по изучению псевдо-обратной фазы «наполовину огонь, наполовину лед», обнаруженной в 2015 году при исследовании магнитного соединения Sr3CuIrO6. В новой фазе горячие и холодные спины меняются местами, и это переключение происходит в очень узком температурном диапазоне.
Ученые считают, что их открытие может найти применение в различных областях — от технологий охлаждения до квантового хранения информации. В последнем случае эти фазы могут выступать в качестве битов для хранения данных. Исследователи планируют продолжить изучение явления «огонь-лед» в системах с квантовыми спинами и дополнительными степенями свободы решетки, заряда и орбитали.
Это открытие открывает новые возможности для развития технологий квантовых вычислений и спинтроники/