أظهر فريق في جامعة أوساكا الميتropolitان أن تأثير كوندو، وهو ظاهرة كمومية رئيسية، يتصرف بشكل معاكس حسب حجم السبين. بالنسبة للسبينات الصغيرة، يثبط المغناطيسية، لكنه بالنسبة للأكبر يعزز النظام المغناطيسي. هذا الاكتشاف يتحدى الآراء الراسخة منذ زمن طويل وقد يتقدم في المواد الكمومية.
في مجال فيزياء المادة المكثفة، يمكن للتفاعلات الجماعية بين السبينات الكمومية أن تؤدي إلى سلوكيات غير متوقعة. تأثير كوندو، الذي يصف كيفية تفاعل السبينات المحلية مع الإلكترونات المتحركة، كان مركزيًا منذ زمن طويل لفهم الأنظمة الكمومية. تقليديًا يُنظر إليه كمثبط للمغناطيسية، يكشف هذا التأثير الآن عن ازدواجية مفاجئة. قاد مجموعة بحثية بقيادة الأستاذ المساعد هيرونوري ياماغوتشي من كلية العلوم التخرجية في جامعة أوساكا الميتropolitان نموذج قلادة كوندو باستخدام مادة هجينة عضوية غير عضوية من الراديكالات العضوية وأيونات النيكل. سمحت هذه الإعداد، المدعومة بإطار تصميم الجزيئات RaX-D، بالسيطرة الدقيقة على هيكل البلورة والتفاعلات المغناطيسية. بناءً على أعمال سابقة مع أنظمة سبين-1/2، زاد الفريق السبين المحلي إلى 1. أشارت القياسات الديناميكا الحرارية إلى انتقال طور إلى حالة مرتبة مغناطيسيًا. كشف التحليل الكمي أن اقتران كوندو يولد تفاعلات مغناطيسية فعالة بين لحظات سبين-1، مما يثبت الترتيب طويل المدى. يقلب هذا الرأي الكلاسيكي حيث يشكل تأثير كوندو مفردات غير مغناطيسية لسبين-1/2، محاصرًا السبينات في حالات سبين إجمالي صفر. بالنسبة للسبينات التي تتجاوز 1/2، يعزز بدلاً من ذلك المغناطيسية. يمثل الدراسة الإثبات التجريبي الأول لهذه الاعتمادية على حجم السبين في منصة نظيفة تعتمد فقط على السبين. يعود مفهوم قلادة كوندو إلى عام 1977، اقترحه سيباستيان دونياتش، لكن التحقيق التجريبي تجنبه العلماء لعقود بسبب التعقيدات من حركة الإلكترونات والمدارات في المواد الحقيقية. «اكتشاف مبدأ كمي يعتمد على حجم السبين في تأثير كوندو يفتح مجالًا بحثيًا جديدًا كليًا في المواد الكمومية»، قال ياماغوتشي. «القدرة على تبديل الحالات الكمومية بين النظم غير المغناطيسية والمغناطيسية عن طريق السيطرة على حجم السبين تمثل استراتيجية تصميم قوية للمواد الكمومية من الجيل التالي». يمكن أن يشكل مثل هذا السيطرة خصائص مثل التشابك والضوضاء المغناطيسية، ممهدًا الطريق لأجهزة كمومية وتقنيات حوسبة تعتمد على السبين. تظهر النتائج في Communications Materials (2026، المجلد 7، العدد 1).
