Man lernt es schon in der Grundschule: Wasser kann flüssig, fest oder gasförmig sein. Das sind die klassischen Aggregatzustände. Doch Physiker kennen noch weitere, nicht-klassische Materialzustände, Plasma zum Beispiel oder die Suprafluidität.
Ein internationales Wissenschaftler-Team kann die Liste nun um einen weiteren Materialzustand erweitern: Den Forschern ist es gelungen, zum ersten Mal in einem Material die sogenannte Quantenspinflüssigkeit (quantum spin liquid) nachzuweisen. Zwar hatte man schon lange vermutet, dass sich dieser mysteriöse Zustand in bestimmten magnetischen Materialien versteckt, aber bisher konnte er nie eindeutig in der Natur nachgewiesen worden. Doch warum ist die Quantenspinflüssigkeit überhaupt interessant?
Wegen einer verblüffenden Eigenschaft: Die Quantenspinflüssigkeit bringt Elektronen dazu, zu „zerbrechen“. Das in einem real existierenden Material zu beobachten, ist ein echter Durchbruch. Dabei entstehen sogenannte Majorana-Fermionen. Diese Teilchen werden als potentielle Bausteine für Quantencomputer gehandelt. Dem Wissenschaftler-Team ist nun wahrscheinlich erstmals auch der experimentelle Nachweis der Majorana-Fermionen gelungen.
Die Entdeckung sei „ein wichtiger Schritt, um zu verstehen, wie Quantenmaterie funktioniert“, sagte Co-Autor Dmitry Kovrizhin. „Es macht Spaß, eine neuen Quantenzustand zu haben, den wir noch nie zuvor gesehen zu haben. Das gibt uns die Möglichkeit, neue Sachen auszuprobieren.“ Vielleicht werden eines Tages tatsächlich die klassischen Computer von den superschnellen Quantencomputern abgelöst.
