科学家发现“量子旋转液体”具有第三种磁性

2019-01-24 作者:教育资讯   |   浏览(68)

  发布时间:2013年01月06日 15:04进入复兴论坛来源:腾讯科学手机看视频

  腾讯科学讯(悠悠/编译) 据英国每日邮报报道,目前,美国麻省理工学院最新发现一种类型物质,这是一种新型磁性材料,有望未来改变计算机硬盘存储信息方式。

  美国麻省理工学院物理学家在实验室花费10个月提纯一种叫做“量子旋转液体”的新材料,它具有第三种类型磁性

  麻省理工学院物理学家李杨(音译)说:“我们正在展示的是第三种磁性材料的基本属性。”这项实验研究显示一种叫做“量子旋转液体(QSL)”的新型材料,该研究报告发表在《自然》杂志上。

  量子旋转液体是一种固态晶体,但是它的磁性状态被描述为液体:不同之前发现的其它两种磁性材料,这种材料微粒的磁定向持续波动,类似于真实液体中分子的匀速运动。李杨称,但是它们之间具有较强的相互作用,由于量子效应产生,它们并不会锁定在一个位置。虽然非常难以测量这种新型磁性材料,或证实其存在性,但当前的实验数据是最有说服力的证据。

  磁棒或者指南针的简单磁性铁磁性,是数百年以来人们所熟知的一种磁性;另一种磁性是反铁磁性,是现今计算机硬盘的读磁头的基础属性,科学家路易斯-奈耳和麻省理工学院退休教授克利福德-沙尔因发现反铁磁性而获得诺贝尔物理奖。在第二种类型磁性反铁磁性中,金属或者合金中铁离子的磁场将彼此抵消。

  目前,最新发现的量子旋转液体材料仅在冷却低于一定临界温度,才会具有磁性。据悉,主导理论家菲利普-安德森于1987年首次提出第三种类型磁性概念,并表示该状态与高温超导体密切相关,从那时起,物理学家便希望能够创建这种状态的磁性。

  这种材料自身是一种叫做herbertsmithite矿物质晶体,是矿物学家赫伯特-史密斯于1972年在智利首次发现时命名的。2011年,李杨和同事首次成功制造出高纯度herbertsmithite晶体,这一过程耗费了10个月时间,他们详细地研究了该材料的属性。

  多数具有离散量子状态的物质在发生变化时可表现出整体量子状态,然而量子旋转液体却只表现出部分量子状态。事实上,研究人员发现这种奇特的材料属性叫做“自旋振子”,可形成连续性。这项研究具有多种学识的综合性,其中需要物理学家和化学家的协作。

  李杨称,这项研究工作将用于提升计算机数据存储能力或者通讯系统,或许使用一种叫做“远程牵连”的奇特量子现象,能够广泛地使分离微粒瞬间改变彼此的状态。同时,这项研究对于高温超导体研究具有深远影响,并有望在该领域产生的新发展。

  哈佛大学物理学教授苏比尔-萨契戴夫称,这项研究具有深远意义,开辟了多体系统量子牵连研究的新篇章。

科学家发现“量子旋转液体”具有第三种磁性

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