Οι ερευνητές περιγράφουν λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο η διαταραχή μεταβάλλει τα κβαντικά υγρά περιστροφής, σχηματίζοντας μια νέα φάση ύλης
Τα κβαντικά υγρά περιστροφής είναι υλικά που παρουσιάζουν μια μοναδική μαγνητική συμπεριφορά. Σε αυτά τα υλικά, οι περιστροφές των ηλεκτρονίων δεν ευθυγραμμίζονται σε κανονικό μοτίβο, αλλά αντίθετα κυμαίνονται με διαταραγμένο τρόπο. Αυτή η διαταραχή δίνει σε κβαντικά υγρά περιστροφής μια σειρά από ενδιαφέρουσες ιδιότητες, όπως η ικανότητα διεξαγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς αντίσταση.
Ωστόσο, η συμπεριφορά των κβαντικών υγρών περιστροφής μπορεί να μεταβληθεί σημαντικά από την παρουσία διαταραχής. Στη μελέτη τους, οι ερευνητές της UCI διερεύνησαν τις επιδράσεις της διαταραχής σε ένα συγκεκριμένο είδος κβαντικού υγρού περιστροφής που ονομάζεται πλέγμα Kagome. Το πλέγμα Kagome είναι μια δισδιάστατη δομή που αποτελείται από εξαγωνικούς βρόχους και είναι γνωστό ότι παρουσιάζει μια ποικιλία εξωτικών ιδιοτήτων.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν η διαταραχή εισάγεται στο πλέγμα Kagome, το υγρό κβαντικής περιστροφής υφίσταται μετάβαση φάσης σε μια νέα φάση της ύλης. Αυτή η νέα φάση χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό μαγνητικών συστάδων μέσα στο διαταραγμένο υγρό περιστροφής. Οι συστάδες αποτελούνται από ευθυγραμμισμένες περιστροφές που περιβάλλονται από διαταραγμένες περιστροφές.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η νέα φάση της ύλης είναι αποτέλεσμα του ανταγωνισμού μεταξύ της διαταραχής και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των περιστροφών. Η διαταραχή τείνει να διαταράξει τις συσχετίσεις μεταξύ των περιστροφών, ενώ οι αλληλεπιδράσεις τείνουν να ευθυγραμμίζουν τις περιστροφές. Αυτός ο διαγωνισμός οδηγεί στο σχηματισμό των μαγνητικών συστάδων.
Η ανακάλυψη αυτής της νέας φάσης της ύλης παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη συμπεριφορά των εξωτικών υλικών που θα μπορούσαν να έχουν εφαρμογές στην κβαντική υπολογιστική και Spintronics. Το Quantum Computing είναι ένας νέος τύπος υπολογιστών που χρησιμοποιεί κβαντικά bits (qubits) για την εκτέλεση υπολογισμών. Τα qubits μπορούν να κατασκευαστούν από τις περιστροφές των ηλεκτρονίων και οι μαγνητικές συστάδες που σχηματίζονται στο διαταραγμένο υγρό κβαντικής περιστροφής θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως qubits σε κβαντικούς υπολογιστές. Το Spintronics είναι ένας τύπος ηλεκτρονικών που χρησιμοποιεί τις περιστροφές ηλεκτρονίων για την αποθήκευση και την επεξεργασία πληροφοριών. Οι μαγνητικές συστάδες που σχηματίστηκαν στο διαταραγμένο κβαντικό υγρό περιστροφής θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε συσκευές Spintronic.
Η ερευνητική ομάδα διερευνά επί του παρόντος τις ιδιότητες της νέας φάσης της ύλης και διερευνά τις πιθανές εφαρμογές της στην κβαντική πληροφορική και την Spintronics.
