Novos estados de materia quântica sob condições extremas

• Processo: 22/14202-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Julio Antonio Larrea Jimenez
• Beneficiário: Julio Antonio Larrea Jimenez
• Pesquisador Responsável no exterior: Henrik Moodysson Ronnow
• Instituição Parceira no exterior: École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Suíça
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ellen Fogh ; Ivica Zivkovic ; Valentina Martelli
• Vinculado ao auxílio: 18/08845-3 - Um estudo de estados quânticos topológicos e exóticos sob condições extremas, AP.JP
• Assunto(s): Materiais quânticos Magnetismo quântico Transição de fase quântica Spintrônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: AC physical property measurements | cage compounds | experiments under extreme conditions | frustrated quantum magnetism | quantum phase transition | spin quantum entanglement | sistemas eletronicos fortemente correlacionados

Resumo

Explorando objetivos científicos comuns e conhecimentos técnicos e capacidades experimentais complementares, pretendemos estabelecer uma colaboração sinérgica entre o Laboratório de Magnetismo Quântico (LQM) da École Polytecnique Fédérale de Laussane (EPFL) e o Laboratório de Matéria Quântica em Condições Extremas (LQMEC) da Universidade de São Paulo (USP), este último com potencial de se tornar pioneiro em seu tema de pesquisa experimental em toda a América do Sul. Especificamente, exploraremos como altas pressões e altos campos magnéticos podem estabilizar novos estados de matéria no magneto quântico SrCu2(BO3)2 e no composto de gaiola com antisite desordem de Fe controlado Fe1+deltaGa3. Diagramas de fase de temperatura (T)-pressão (p)-campo magnético (B) serão obtidos e revelaram a existência de novos estados eletrônicos e magnéticos correlacionados. Outros novos materiais poderiam ser adicionados enquanto que a colaboração se intensificar. Como tal, o impacto científico é garantido pela escolha de tópicos quentes, desde a física quântica fundamental de muitos corpos até tecnologias emergentes, como informação quântica, spintrônica e termoeletricidade. Uma pedra angular do estabelecimento da colaboração serão as visitas mútuas do Brasil à Suíça e da Suíça ao Brasil. Desde o LQM, Prof. Ronnow, Dr. I. Zivkovic, Dr. E. Foghvisitará o LQMEC para, em primeiro lugar, possamos estabelecer e planejar a colaboração, em segundo lugar, para transferir conhecimentos de suscetibilidade magnética em ultra baixa temperatura, sendo este experimento de última geração. Do lado do LQMEC, Prof. Larreae sua equipe (dois doutorados) visitarão o LQM onde poderão realizar experimentos ainda não possíveis no Brasil, ao mesmo tempo em que transferem expertise de alta pressão para o LQM e trazem para casa o conhecimento acumulado no LQM. Para enriquecer ainda mais seu lucro científico, experimentos associados serão realizados no Instituto Paul Scherrer, dando ao parceiro brasileiro acesso às instalações de última geração em grande escala: a Swiss Neutron Source e a Swiss Light source. Como mais uma iniciativa para ampliar a colaboração a uma rede suíço-brasileira no campo da descoberta de matéria quântica emergente e materiais eletrônicos, propomos um "Workshop Suíço-Brasileiro de Física de Sistemas Fortemente Correlacionados", que será realizado na primeira semana de Agosto 2024 em São Paulo, em datas próximas a eventos da Sociedade Brasileira de Física (SBF) ou da Sociedade Brasileira de Materiais (SBPMat), dando assim aos participantes suíços a oportunidade de participar de ambas e estabelecer contatos com outros cientistas e grupos de pesquisa do estado de São Paulo. (AU)