Timp de ani, fizicienii au fost convinși că au pus mâna pe cheia către calculul cuantic perfect. Un material exotic părea să dețină toate semnele distinctiv ale mult-visatului „lichid de spin cuantic” – o substanță capabilă să păstreze informația cuantică stabilă, neafectată de interferențe.
Realitatea, însă, s-a dovedit mult mai stranie. O echipă internațională de cercetători, conduși de oameni de știință de la Universitatea Rice, a descoperit că nu aveau de-a face cu Sfântul Graal al fizicii moderne, ci cu ceva complet diferit.
Sub straturile de aparențe înșelătoare, materialul ascundea o formă de materie pe care nimeni n-o mai întâlnise până acum. Totul a pornit de la o enigmă a mecanicii cuantice.
Calculatoarele cuantice – acele mașini de vis capabile să simuleze schimbări climatice cu o precizie uluitoare sau să creeze medicamente noi la viteze inimaginabile – suferă de o fragilitate teribilă. Cea mai mică vibrație, cea mai slabă undă termică le poate distruge calculele.
Aici ar fi trebuit să intervină lichidul de spin cuantic: un material în care particulele se agită într-o haotică perpetuă, refuzând să se „înghețe” chiar și la temperaturi apropiate de zero absolut.
Această fluiditate magnetică ar fi putut face stocarea datelor cuantice aproape invulnerabilă la erori. Problema a fost că, deși teoretic posibil, nimeni nu găsise vreodată un astfel de material în natură.
Până când hexaluminatul de ceriu magneziu – cunoscut sub denumirea CeMgAl 11 O 19 – a apărut în laboratoare bifând exact două semnături considerate de necontestat: un comportament magnetic complet instabil și un „continuu de stări” difuz, o ceață cuantică imposibil de definit cu precizie.
Cercetătorii au decis să meargă mai departe decât orice studiu anterior. Au bombardat cristalul cu raze X și neutroni, l-au răcit până la temperaturi extreme și l-au supus unor câmpuri magnetice puternice. Ceea ce au descoperit le-a dat peste cap toate așteptările.
Caracteristicile care păreau să confirme existența lichidului de spin cuantic nu erau decât o iluzie. Aranjamentul neobișnuit al atomilor din material, combinat cu o luptă violentă între forțe magnetice interne, crease o mască perfectă.
Undele de spin ale substanței, analizate în detaliu, au dezvăluit adevărata natură. Departe de a fi un eșec, această descoperire s-a dovedit un salt spectaculos.
Ea demonstrează că metodele actuale de detectare a lichidelor de spin cuantic sunt departe de a fi sigure, forțând comunitatea științifică să-și rescrie protocoalele de cercetare. Mai important, ea a scos la iveală o categorie complet nouă de materie.
„Aceasta este o nouă stare a materiei pe care suntem primii care o descriu”, a declarat fizicianul Pengcheng Dai, unul dintre autorii studiului publicat în revista Science Advances. Proprietățile magnetice ale CeMgAl 11 O 19 nu corespund cu nimic din ce știa fizica până acum.
Deși nu va propulsa imediat calculul cuantic în viitor, materialul descoperit aproape din greșeală a îmbogățit marele catalog al științei moderne. Și, poate, a deschis calea către adevăratul Sfântul Graal.
