تینا مزدکی_پیش از ورود به جزئیات پیچیده‌ی فیزیک ذرات و مواد، باید یک نکته را روشن کرد، این ماده در واقع ترکیبی از آتش و یخ نیست. بلکه اصطلاح «نیمه‌یخ، نیمه‌آتش» به وضعیتی خاص از اسپین‌های الکترونی اشاره دارد که برخی از آن‌ها به‌شدت منظم (سرد) و برخی دیگر به‌شدت نامنظم (داغ) هستند. این فاز جدید ماده تاکنون هرگز مشاهده نشده بود. این ویژگی آن را به گزینه‌ای جذاب برای فناوری‌های ذخیره‌سازی اطلاعات کوانتومی تبدیل می‌کند. یافته‌های این پژوهش در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر شده است.

ویگو یین، یکی از نویسندگان این پژوهش، گفت:«یافتن حالات جدیدی از ماده با ویژگی‌های فیزیکی خاص و درک و کنترل تغییرات بین این حالت‌ها، از مسائل اساسی فیزیک ماده چگال و علم مواد است. حل این مسائل می‌تواند به پیشرفت‌های بزرگی در فناوری‌هایی مانند محاسبات کوانتومی و اسپینترونیک منجر شود.»

این کشف در ادامه‌ی پژوهش‌های قبلی یین و همکارش الکسی تسولیک صورت گرفته است. آن‌ها در سال ۲۰۱۵، فازی مشابه اما معکوس را با نام «نیمه‌آتش، نیمه‌یخ» شناسایی کرده بودند که یافته‌های آن در فوریه‌ی ۲۰۲۴ تکمیل شد. آن‌ها این کشف را با مطالعه‌ی ترکیب مغناطیسی Sr₃CuIrO₆ که شامل استرانسیوم، مس، ایریدیوم و اکسیژن است، انجام دادند. در فاز «نیمه‌آتش، نیمه‌یخ»، اسپین‌های مس داغ و اسپین‌های ایریدیوم سرد هستند.

تسولیک در این باره گفت:«با وجود تحقیقات گسترده‌ی ما، هنوز نمی‌دانستیم که این حالت چگونه می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. برخی از قطعات این پازل برای ما ناپیدا بودند.»

اکنون، پژوهش جدید نشان داده است که کشف اولیه‌ی آن‌ها دارای یک همتای معکوس است که در آن موقعیت اسپین‌های داغ و سرد جابه‌جا شده است. این تغییر فازی در یک محدوده‌ی دمایی بسیار باریک رخ می‌دهد. این ویژگی می‌تواند کاربردهای متنوعی داشته باشد، از فناوری‌های سرمایشی گرفته تا ذخیره‌سازی اطلاعات کوانتومی، جایی که این فازها می‌توانند به‌عنوان بیت‌هایی برای نگهداری داده‌ها عمل کنند.

منبع: popularmechanics

۵۸۳۲۳