量子旋轉液體

量子旋轉液體,實際是一種固態晶體,它是於2013年1月新發現的材料,也是具有不同於鐵磁性和反鐵磁性的第三種磁性材料。這種新型磁性材料,有望未來改變計算機硬碟存儲信息方式。

簡介

量子旋轉液體(QSL),是美國麻省理工學院物理學家李楊等人在實驗室提純的一種新材料,具有第三種類型磁性。事實上,量子旋轉液體是一種固態晶體,但它的磁性狀態被描述為液體。這種量子旋轉液體材料僅在冷卻低於一定臨界溫度,才會具有磁性。

基本性能

量子旋轉液體 量子旋轉液體

不同之前發現的其它兩種磁性材料(鐵磁性和反鐵磁性),這種材料微粒的磁定向持續波動,類似於真實液體中分子的勻速運動。但是它們之間具有較強的相互作用,由於量子效應產生,它們並不會鎖定在一個位置。雖然非常難以測量這種新型磁性材料,或證實其存在性,但當前的實驗數據是最有說服力的證據。

多數具有離散量子狀態的物質在發生變化時可表現出整體量子狀態,然而量子旋轉液體卻只表現出部分量子狀態。研究人員發現這種奇特的材料屬性叫做“自旋振子”,可形成連續性。這項研究具有多種學識的綜合性,其中需要物理學家和化學家的協作。

發現過程

主導理論家菲利普-安德森於1987年首次提出第三種類型磁性概念,並表示該狀態與高溫超導體密切相關,從那時起,物理學家便希望能夠創建這種狀態的磁性。

這種材料自身是一種叫做herbertsmithite礦物質晶體,是礦物學家赫伯特-史密斯於1972年在智利首次發現時命名的。

2011年,李楊和同事首次成功製造出高純度herbertsmithite晶體,這一過程耗費了10個月時間,他們詳細地研究了該材料的屬性。該研究報告發表在2013年1月的《自然》雜誌上。

主要用途

1、這項研究工作將用於提升計算機數據存儲能力或者通訊系統,或許使用一種叫做“遠程牽連”的奇特量子現象,能夠廣泛地使分離微粒瞬間改變彼此的狀態。

2、這項研究對於高溫超導體研究具有深遠影響,並有望在該領域產生的新發展。

3、哈佛大學物理學教授蘇比爾-薩契戴夫稱,這項研究具有深遠意義,開闢了多體系統量子牽連研究的新篇章。

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