Líquido de spin quântico: cientistas encontram evidências de estado da matéria exótico

O líquido de spin quântico é um estado exótico da matéria que já foi previsto por cientistas em diversos estudos, e pode estar presente em certos tipos de materiais magnéticos. Em um novo estudo publicado na revista científica Nature Physics, uma equipe internacional de pesquisadores afirma ter encontrado evidências de que o líquido de spin quântico é real.

Ao combinarem técnicas experimentais de última geração, os cientistas conseguiram medir como os nêutrons interagem magneticamente com o spin do elétron em um material chamado estanato de cério pirocloro.

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Durante o experimento, eles observaram o comportamento dos spins interagindo com ondas semelhantes à luz; assim, coletaram dados que sugerem a existência do líquido de spin quântico. O experimento foi realizado em temperaturas extremamente baixas, a partir de um espectrômetro especializado do Institut Laue-Langevin, em Grenoble, na França.

Os dados de alta resolução podem ajudar a fornecer mais detalhes sobre esse estado teórico da matéria. Porém, os pesquisadores destacam que ainda é necessário investigar diversos outros parâmetros para obter uma prova irrefutável da existência do líquido de spin quântico.

"A difração de nêutrons é uma ferramenta amplamente estabelecida para analisar o comportamento dos spins em materiais magnéticos. No entanto, é muito difícil encontrar uma evidência clara e incontestável que comprove que o material abriga um líquido de spin quântico", disse um dos autores do estudo e professor associado de física e astronomia na Universidade Rice, Andriy Nevidomskyy, em comunicado.

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Apesar de ser chamado de líquido de spin quântico, os cientistas estudam esse fenômeno em materiais sólidos.

Líquido de spin quântico confirmado?

Em 2022, Nevidomskyy já havia publicado outro estudo buscando compreender melhor os parâmetros desse possível estado da matéria, mas constatou que a tarefa não é simples. 

No novo estudo, a equipe induziu um fenômeno chamado "frustração magnética" no pirocloro. Como resultado, os spins do material foram impedidos de se estabilizar de forma convencional, permitindo aos cientistas observar evidências do líquido de spin quântico.

Embora não confirme nada, os cientistas acreditam que o estudo apresenta algumas das melhores evidências da existência desse estado. Ainda assim, é fundamental continuar investigando estados exóticos da matéria para ampliar a compreensão sobre o tema.

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"Em um nível quântico, os elétrons interagem uns com os outros emitindo e reabsorvendo quantidades de luz conhecidas como fótons. Similarmente, em um líquido de spin quântico, a interação entre spins é descrita em termos de troca de "quanta" semelhantes à luz", Nevidomskyy acrescenta.

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