Истражувачи предводени од научници од Универзитетот Рајс открија необична магнетна состојба во соединението YbMnBi₂, составено од итербиум, манган и бизмут. Во оваа состојба квантните спинови претпочитаат одредена насока, но не се подредуваат така што би создале целокупен магнетизам.
Феноменот потсетува на однесувањето на молекулите во течните кристали. Тие можат да бидат ориентирани во слична насока, без да формираат целосно уредена структура. Во магнетиката, ваквата состојба се нарекува спински нематик.
За да ја испитаат можноста за такво однесување, научниците користеле расејување на неутрони врз кристали од YbMnBi₂. Неутроните имаат сопствен спин, па нивното расејување овозможило да се следи како флуктуираат спиновите на манганот во различни насоки, при различни температури и магнетни полиња.
При ладењето од 450 келвини, околу 177 степени Целзиусови, истражувачите забележале дека околу 400 келвини спиновите на манганот почнуваат посилно да флуктуираат во одредени насоки. Тоа се случува пред појавата на вообичаен магнетен поредок, кој во материјалот се воспоставува близу 290 келвини, односно околу 17 степени Целзиусови.
За споредба, во сродно соединение во кое итербиумот е заменет со калциум не бил забележан истиот ефект. Ова претставува силен доказ дека YbMnBi₂ навистина има флуктуирачка спинско-нематичка состојба.
Според истражувачите, тешките атоми на итербиум ја поврзуваат орбиталната динамика на електроните со нивните спинови. Под дејство на магнетно поле, спиновите на итербиумот можат да создадат извиткана спинска структура, која ги пренасочува електроните и може да ги објасни невообичаено силните попречни електрични и топлински реакции на материјалот.
Резултатите, објавени во списанието Physical Review X, може да помогнат во пронаоѓањето други материјали со слични својства. Бидејќи ефектот се појавува без целосен магнетен поредок и на температури блиски до собната, тој е интересен и за развојот на спинтрониката — технологија што користи спин наместо електричен полнеж за пренос и обработка на информации.
