Los átomos en un cristal normalmente ocupan sus lugares, como pasajeros en un avión con sus billetes asignados. Pero en este material, el cobre y el tantalio ocuparon sus lugares al azar, como si los billetes se hubieran mezclado. Los científicos examinaron el cristal con rayos X y vieron que el desorden no está solo sobre el papel, sino en la propia disposición de los átomos. Debido a esto, los enlaces magnéticos entre los átomos de cobre resultaron muy diferentes: algunos pares están fuertemente unidos, otros apenas se tocan.
Los átomos magnéticos normalmente aman el orden: al enfriarse, sus flechas (los espines) se alinean en un patrón regular. Aquí, incluso a 0,1 kelvin —más frío que el espacio exterior— las flechas no se alinearon ni se congelaron en el desorden. En lugar de eso, formaron algo así como una pista de baile donde las parejas giran al mismo ritmo, pero cada pareja es independiente. Este estado se llama líquido de espín cuántico.
Esto abre el camino a un nuevo tipo de materiales cuánticos. Si se aprende a controlar este desorden, se podrían crear dispositivos donde la información se almacene no en átomos individuales, sino en sus danzas colectivas. Entonces, un cristal común se convertiría no solo en un trozo de materia, sino en una máquina de computación basada en pares cuánticos.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2601.17455
We investigate the disordered perovskite BaCu$$_{1/3}$$Ta$$_{2/3}$$O$$_3$$, where Cu (spin-1/2) and Ta randomly occupy a pseudo-cubic lattice. Synchrotron X-ray diffraction and X-ray absorption spectroscopy establish the local nature of the disorder, revealing the presence of structurally constrained magnetic exchange paths. No magnetic ordering or spin freezing is observed down to 0.1 K. The low-temperature magnetic and thermodynamic behavior is captured by a broad but non-singular distribution $$P(J)$$ of exchange couplings $$J$$. These results open the possibility of realizing a disordered quantum ground state where the exchange randomness is broad yet intrinsically bounded, departing from the conventional infinite-randomness fixed point driven random-singlet phase.
0,1 kelvin equivale a -273,05 °C. A esa temperatura, incluso el aire se volvería sólido, pero en este cristal los espines siguen "bailando".