Pesquisadores descobrem que excitações magnéticas podem ser mantidas unidas por interações repulsivas

Um grupo de físicos especializados em física do estado sólido da Universidade de Colônia e colaboradores internacionais examinaram cristais feitos do material BaCO₂V₂Ó₈ no laboratório de Colônia.

Eles descobriram que as excitações magnéticas elementares no cristal são mantidas juntas não apenas por atração, mas também por interações repulsivas. No entanto, isto resulta numa estabilidade inferior, tornando a observação de tais estados repulsivamente ligados ainda mais surpreendente.

Os resultados do estudo, “Observação experimental de magnons repulsivamente ligados”, foram publicados emNatureza .

O grupo de trabalho do Professor Dr. Thomas Lorenz do Instituto de Física II da Universidade de Colônia conseguiu produzir cristais artificiais feitos de BaCO₂V₂Ó₈que contêm cadeias de parafusos de átomos magnéticos de cobalto.

Juntamente com investigadores de Augsburgo, Bona, Dortmund, Dresden, Genebra e Príncipe George, o BaCO₂V₂Ó₈ cristais foram irradiados com ondas eletromagnéticas de terahertz para estudar as excitações magnéticas coletivas na estrutura cristalina em campos magnéticos elevados.

Além das habituais excitações magnéticas elementares de baixa energia, os chamados magnons, os pesquisadores também descobriram estados ligados de dois e três magnons.

A peculiaridade desses estados ligados multimagnon é que eles são mantidos juntos não por atração, mas por interações repulsivas. “A descoberta destes estados é o resultado da colaboração muito bem sucedida de grupos de trabalho experimentais e teóricos no âmbito do nosso Centro de Pesquisa Colaborativa 1238 “Controle e Dinâmica de Materiais Quânticos”, com sede em Colônia”, disse o professor Lorenz.

Desde 2016, o Centro de Pesquisa Colaborativa (CRC) 1238 “Controle e Dinâmica de Materiais Quânticos” reúne uma equipe de especialistas em física experimental e teórica, bem como cristalografia em Colônia, complementada por grupos da Universidade de Bonn e Forschungszentrum Jülich. O objetivo é descobrir, compreender e controlar novos fenômenos coletivos e novas funcionalidades em materiais quânticos.