Phát hiện dạng vật chất mới

Các nhà nghiên cứu tại Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Mỹ vừa phát hiện một dạng vật chất mới và cũng là một dạng từ tính mới, có thể thay đổi cách máy tính lưu trữ thông tin.

Phát hiện mang tính đột phá trên đã nâng tổng số trạng thái từ tính mà con người biết đến lên con số 3.

Theo tạp chí Nature, các thử nghiệm của nhóm nghiên cứu MIT đã cho thấy sự tồn tại trạng thái cơ bản thứ 3 của từ tính được gọi là chất lỏng xoáy lượng tử (QSL).

Các nhà vật lý MIT đã mất 10 tháng mới tạo ra được 1 tinh thể herbertsmithite nguyên
chất, dài 7mm và nặng 0,2g để chứng minh sự tồn tại của dạng từ tính mới. (Ảnh: Daily Mail)

QSL là một tinh thể rắn, nhưng trạng thái từ tính của nó được miêu tả là ở dạng lỏng: Không giống như 2 dạng từ tính khác, các hướng từ tính bên trong mỗi hạt vật chất riêng rẽ biến động liên tục, giống như chuyển động liên tục của các phân tử trong một chất lỏng thực sự.

Sắt từ - từ tính đơn giản của một thanh nam châm hoặc kim la bàn - đã được biết đến từ cách đây nhiều thế kỷ. Phỏng đoán và sự khám phá hiện tượng phản sắt từ - cơ sở cho các đầu đọc trong những đĩa cứng máy tính ngày nay - đã giúp mang lại các giải Nobel Vật lý cho Louis Neel năm 1970 và giáo sư danh dự trường MIT Clifford Shull năm 1994.

Trong dạng thứ hai của từ tính, phản sắt từ, các trường từ của các ion bên trong một kim loại hoặc hợp kim khử lẫn nhau.

Ở cả hai trường hợp trên, các vật liệu chỉ có từ tính chỉ khi được làm mát xuống dưới một ngưỡng nhiệt độ tới hạn nhất định.

Philip Anderson, một chuyên gia vật lý lý thuyết hàng đầu, lần đầu tiên đã nêu ra khái niệm về dạng từ tính thứ ba vào năm 1987. Ông cho rằng, trạng thái này có thể liên quan tới cách chất siêu dẫn ở nhiệt độ cao.

Mãi cho tới gần đây, các nhà nghiên cứu mới thành công trong việc tạo dựng vật chất ở dạng từ tính thứ 3 này. Giáo sư vật lý trường MIT Young Lee và các cộng sự đã mất tới 10 tháng mới chế tạo được 1 tinh thể QSL lớn và nguyên chất gọi là herbertsmithite. Họ vẫn đang tiếp tục nghiên cứu chi tiết các đặc tính của nó.

Giáo sư Lee cho hay, mặc dù sẽ mất rất nhiều thời gian để ứng dụng “nghiên cứu cơ bản” trên vào thực tế, nhưng công trình này có thể dẫn tới những cải tiến trong việc lưu trữ thông tin hoặc thông tin liên lạc nhờ vào một hiện tượng lượng tử kỳ lạ được gọi là “liên đới tầm xa” (hiện tượng trong đó 2 hạt ở cách xa nhau có thể ngay lập tức ảnh hưởng tới trạng thái của nhau).

Từ khóa liên quan:

vật chất

dạng vật chất mới

chất lỏng xoáy lượng tử

QSL

tinh thể rắn

herbertsmithite

sắt từ

liên đới tầm xa

young lee

Philip Anderson