Cientistas da Rice University determinaram que o hexaluminato de cério e magnésio, anteriormente considerado como um possível líquido de spin quântico, exibe na verdade um novo estado da matéria impulsionado por forças magnéticas concorrentes. A descoberta, detalhada em um estudo publicado na Science Advances, explica a ausência de ordem magnética e o contínuo de estados de energia do material por meio de experimentos de espalhamento de nêutrons. Os pesquisadores descrevem o fenômeno como a primeira observação desse tipo.
O hexaluminato de cério e magnésio (CeMgAl11O19) chamou a atenção por mimetizar sinais de um líquido de spin quântico, incluindo a ausência de ordenamento magnético e uma dispersão de estados de baixa energia. No entanto, uma equipe co-liderada por Pengcheng Dai, da Rice University, descobriu que essas características decorrem de um equilíbrio delicado entre interações ferromagnéticas e antiferromagnéticas, em vez de flutuações quânticas. O material permite que os íons magnéticos adotem arranjos mistos, criando estados degenerados que produzem dados observacionais semelhantes aos de um verdadeiro líquido de spin quântico, mas sem transições contínuas entre estados após atingir temperaturas próximas ao zero absoluto. O espalhamento de nêutrons e outras medições revelaram o limite excepcionalmente fraco entre esses comportamentos magnéticos, permitindo um movimento mais livre entre as configurações. Bin Gao, co-autor principal e cientista pesquisador na Rice, observou: 'O material havia sido classificado como um líquido de spin quântico devido a duas propriedades: a observação de um contínuo de estados e a falta de ordenamento magnético. Mas uma observação mais detalhada mostrou que a causa subjacente não era uma fase de líquido de spin quântico'. Tong Chen, outro co-autor principal na Rice, acrescentou: 'Não era um líquido de spin quântico, mas estávamos observando o que pensávamos ser comportamentos associados a líquidos de spin quântico'. Dai, o autor correspondente, chamou-o de 'um novo estado da matéria que, até onde sabemos, somos os primeiros a descrever', enfatizando a necessidade de um escrutínio cuidadoso dos dados em pesquisas quânticas. As descobertas foram apoiadas pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos e por outras fundações.
