第一个三维量子自旋液体

日期:2022-05-17来源:环球科学点击:360 字号: 手机:

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在铈锆焦绿石的单晶样品中观察到自旋激发连续体的三维表示(图片来源:Tong Chen,Rice University)

 

量子自旋液体与水等日常液体没有关系,而是与磁铁和其中电子旋转的方式有关。在普通磁铁中,当温度降到一定温度以下时,电子就会稳定下来,形成一块具有磁性的固体物质。在量子自旋液体中,电子在冷却时不稳定,不会形成固体,并且在不断变化和波动,如同液体一般。以往科学家只在计算机模拟中实现过量子自旋液体,而近日发表在npj Quantum Materials的一项研究中,研究人员找到了量子自旋液体在实际材料中存在的证据。

 

研究人员对一种铈锆焦绿石Ce2Zr2O7进行了非弹性中子散射实验,在35毫微尔文的温度下测量到了自旋激发连续体,这是量子自旋液体的一种标志。随后研究人员用计算机模型对这种材料进行自旋动力学计算,得到多个关键参数,均与实验观测相匹配。研究人员表示,此项研究开启了对铈烧绿石材料的理论理解,而且有助于物理学家理解八极量子自旋液体。

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