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不会“冻结”的新型量子态磁体

发布日期:2022/12/14 16:56:01      来源:      作者:
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      一个国际研究小组将一种特殊材料冷却到接近绝对零度后发现,该材料中原子的一个核心性质——它们的排列,并没有像往常那样“冻结”,而是保持在“液体”状态,类似于水无论多冷都不会结冰。这种新的量子材料可作为模型系统,开发新型高灵敏度的量子传感器。
      日本东京大学固体物理研究所、美国约翰斯·霍普金斯大学、德国马克斯·普朗克复杂系统物理研究所(MPI-PKS)和德累斯顿—罗森多夫赫尔姆霍兹中心(HZDR)的研究小组最近发表了这一研究成果。
      原则上,磁体也可被视为量子材料,因为磁性是基于材料中电子的固有自旋。某些类型的磁体,如铁磁体,在它们的“冰点”以上是非磁性的,只有跌落到该点以下时,它们才能成为永久磁铁。
      该团队打算创造一种量子状态,在这种状态下,与自旋相关的原子排列不会变得有序,即使在超低温下也是如此,类似于液体即使在极端寒冷的情况下也不会凝固。为了达到这种状态,研究小组使用了一种特殊的材料——镨、锆和氧元素的化合物。
      经过几次尝试,该团队最终造出了足够纯净的晶体。他们记录了样品在冷却过程和在磁场中的反应,以及晶体对直接通过它的超声波的反应。如果自旋是有序的,它应该会导致晶体行为的突然变化,比如长度的突然变化。结果发现,无论是长度还是对超声波的反应都没有突然变化。

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