Należy tutaj wspomnieć, że najnowsze odkrycie bazuje na wcześniejszych obserwacjach sprzed niespełna dekady, kiedy to naukowcy zaobserwowali nową, nieznaną wcześniej fazę pewnego związku chemicznego. W toku badań okazało się bowiem, że elektrony zachowują się na dwa różne sposoby. Część z nich charakteryzowała się uporządkowanymi spinami, a część miała całkowicie losowe spiny. Można zatem powiedzieć, że jeden materiał w części przypominał jedną fazę, a w części drugą.
Teraz jednak zrobiło się jeszcze ciekawiej. Badaczom udało się ustalić, że w określonych warunkach, przy niewielkiej zmianie temperatury dochodzi do gwałtownej zmiany. W przypadku związku chemicznego o wzorze Sr3CuIrO6, czyli składającego się ze strontu, miedzi, irydu i tlenu naukowcy badacze najpierw ustalili — już w 2016 roku — że atomy miedzi charakteryzują się całkowitym nieuporządkowaniem swoich spinów, a jednocześnie w tej samej sytuacji, atomy irydu znajdujące się obok nich wykazywały pełne uporządkowanie spinów. Nic zatem dziwnego, że naukowcy opisywali ten materiał mianem pół lodu, pół ognia. W tym konkretny przypadkiem lodem miałby być iryd, a ogniem miedź.
Czytaj także: Naukowcy złamali kolejną barierę w fizyce. Ten eksperyment przejdzie do historii
Samo w sobie odkrycie to było niezwykle intrygujące, bowiem nigdy wcześniej nie obserwowano tak dwoistej w swojej naturze fazy materii. Teraz jednak zrobiło się jeszcze ciekawiej. Naukowcom udało się ustalić podczas obserwacji tego materiału, iż po przekroczeniu pewnej granicznej temperatury materiał, który nazwano pół ogniem i pół lodem staje się pół lodem i pół ogniem. Co to oznacza?
Okazuje się, że w jednym i tym samym momencie nieuporządkowane spiny atomów miedzi stają się nagle uporządkowane, a uporządkowane dotąd spiny atomów irydu ulegają randomizacji.
Autorzy odkrycia wskazują, że każda identyfikacja nowych stanów materii oraz zrozumienie mechanizmów, które stoją u podstaw ich nietypowych zmian fazowych, mogą w najbliższej przyszłości torować drogę do znaczących postępów w wielu sektorach nauki i przemysłu, od spintroniki po komputery kwantowe.
Czytaj także: Stworzono nowy stan materii. Fizycy nigdy czegoś takiego nie widzieli
W tym konkretnym przypadku mamy szczególnie znaczącą okazję do stworzenia czegoś nowego. Fakt, że do zmiany fazy w materiale dochodzi gwałtownie i w bardzo wąskim przedziale temperatur sprawia, że materiał ten może znaleźć wiele zastosowań np. w technologiach chłodniczych. Opanowanie metod manipulacji tymi temperaturami i szybkiego przechodzenia między oboma fazami może nam natomiast pozwolić na wykorzystanie takich materiałów do przechowywania informacji.
Wbrew pozorom jest to jednak jedynie początek badań. Teraz naukowcy planują przyjrzeć się pod tym samym względem innym materiałom, uwzględniając przy tym dodatkowe ich cechy, takie jak sieć krystaliczna, ładunek elektryczny czy nawet oddziaływania poszczególnych elektronów. Możliwe zatem, że mamy do czynienia z ważnym odkryciem w dziedzinie fizyki materii skondensowanej. Do czego to doprowadzi? O tym przekonamy się zapewne dopiero za jakiś czas.