Científicos de la Rice University han determinado que el hexaluminato de cerio y magnesio, que anteriormente se pensaba que albergaba un líquido de espín cuántico, en realidad exhibe un novedoso estado de la materia impulsado por fuerzas magnéticas en competencia. El descubrimiento, detallado en un estudio publicado en Science Advances, explica la falta de orden magnético y el continuo de estados energéticos del material mediante experimentos de dispersión de neutrones. Los investigadores lo describen como la primera observación de tal fenómeno.
El hexaluminato de cerio y magnesio (CeMgAl11O19) llamó la atención por imitar los signos de un líquido de espín cuántico, incluyendo la ausencia de ordenamiento magnético y una dispersión de estados de baja energía. Sin embargo, un equipo codirigido por Pengcheng Dai de la Rice University descubrió que estos rasgos provienen de un delicado equilibrio entre las interacciones ferromagnéticas y antiferromagnéticas, en lugar de fluctuaciones cuánticas. El material permite que los iones magnéticos adopten disposiciones mixtas, creando estados degenerados que producen datos observacionales similares a los de un verdadero líquido de espín cuántico, pero sin transiciones continuas entre estados una vez que se establecen cerca del cero absoluto. La dispersión de neutrones y otras mediciones revelaron la frontera inusualmente débil entre estos comportamientos magnéticos, lo que permite un movimiento más libre entre configuraciones. Bin Gao, coautor principal y científico investigador en Rice, señaló: 'El material había sido clasificado como un líquido de espín cuántico debido a dos propiedades: la observación de un continuo de estados y la falta de ordenamiento magnético. Pero una observación más detallada mostró que la causa subyacente no era una fase de líquido de espín cuántico'. Tong Chen, otro coautor principal en Rice, añadió: 'No era un líquido de espín cuántico, y sin embargo estábamos observando lo que pensábamos que eran comportamientos asociados a un líquido de espín cuántico'. Dai, el autor correspondiente, lo calificó como 'un nuevo estado de la materia que, hasta donde sabemos, somos los primeros en describir', enfatizando la necesidad de un escrutinio cuidadoso de los datos en la investigación cuántica. Los hallazgos fueron respaldados por el Departamento de Energía de los EE. UU. y otras fundaciones.
