接近绝对零度 原子排列仍然无序不会“冻结”的新型量子态磁体造出
日期：
2022-12-13
浏览次数:
12
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）的研究小组在最近的《自然·物理学》杂志上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。HZDR德累斯顿高场磁实验室（HLD）约亨·沃斯尼察教授解释说：“在某些方面，这些自旋可表现得像液体。”随着温度的下降，这些无序的旋转会冻结，就像水冻结成冰一样。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。他们假设，在这种材料中，晶格的特性将使电子自旋能以一种特殊的方式与原子周围的轨道相互作用。经过几次尝试，该团队最终造出了足够纯净的晶体。在一种低温恒温器中，研究人员逐渐将样本冷却到20毫开尔文（零下273.13摄氏度）。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。量子材料具有非凡的性质。例如，它们可在低温下完全无损耗地导电。通常，即使温度、压力或电压的微小变化也会极大地改变量子材料的行为。研究结论是，自旋和轨道的显著相互作用阻碍了有序化，这就是为什么原子保持在它们的液体量子状态。这是第一次观察到这样的量子状态，对磁场的进一步研究证实了这一假设。研究人员表示，有朝一日，人们或许能够利用这种新的量子态来开发高灵敏度的量子传感器。
Hot News
/
相关推荐
2025
-
09
-
12
点击次数:
33
2025年9月11日上午，江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任蔡乐敏同志遗体告别仪式于苏州殡仪馆海棠厅举行。江苏省稀土行业协会、上海市稀土协会及相关企业代表、生前好友等出席仪式。全国各省市稀土行业协会敬献花篮，寄托对蔡乐敏同志的深切哀悼，共同缅怀这位在行业内备受尊敬的同仁。 蔡乐敏同志的一生，是为稀土事业奋斗不息的一生。自江阴加华的基层岗位至江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任之职...
2025
-
09
-
12
点击次数:
34
2025年9月11日上午，江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任蔡乐敏同志遗体告别仪式于苏州殡仪馆海棠厅举行。江苏省稀土行业协会、上海市稀土协会及相关企业代表、生前好友等出席仪式。全国各省市稀土行业协会敬献花篮，寄托对蔡乐敏同志的深切哀悼，共同缅怀这位在行业内备受尊敬的同仁。 蔡乐敏同志的一生，是为稀土事业奋斗不息的一生。自江阴加华的基层岗位至江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任之职...
2025
-
09
-
12
点击次数:
34
来源：中国稀土网美国磁体回收商HyProMag计划向内华达州和南卡罗来纳州扩张，将磁体回收能力提高两倍。该公司的投资者Mkango公司宣布，HyProMag正在得克萨斯州达拉斯-沃斯堡(DFW)建设其稀土磁体回收和制造工厂，同时也在研究在南卡罗来纳州威利斯顿和内华达州里诺建设新工厂的机会。达拉斯-沃斯堡中心在40年的运行寿命内，每年可回收750吨烧结钕铁硼磁体和807吨钕铁硼副产品。商业运营计划于...
2025
-
09
-
12
点击次数:
33
来源：X-MOL手性稀土纳米材料通过手性结构或配体赋予光学活性，由于圆偏振发光、卓越的光稳定性和可调光学等独特性能，在光电显示、生物传感、信息加密和催化方面具有广阔的应用潜力。本文系统地总结了最新进展，重点介绍了合成策略、独特的光学特性以及各领域应用的实验论证。最后，讨论了未来发展的前景和挑战。这些研究促进了对圆偏振发光的理解，并能够灵活设计和制造具有工程功能的手性稀土纳米材料，解决光电显示器和生...