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多国科学家组成的团队在锡酸铈材料中发现了量子自旋液体的新证据,有望促进基础物理学和量子计算领域的新突破。相关研究成果已发表于《自然·物理学》杂志。

一个由瑞士、美国、法国等多国科学家组成的国际科研团队,在酸铈材料中发现了量子自旋液体的新证据,这一发现为物理学界带来了全新的研究方向,有望推动基础物理学和量子计算领域实现新的突破。相关研究成果已在《自然·物理学》杂志上发表。

量子力学理论揭示,电子具有“自旋”特性,类似于微小的条形磁铁。在电子相互作用时,它们的“自旋”会呈现对齐或反对齐状态。然而,在锡酸铈等材料中,这种对齐/反对齐状态可能会被打破,形成磁阻挫现象,进而可能产生量子自旋液体等独特的量子效应。尽管名为“液体”,但这种现象不仅限于液态物质,也可在固态等多种物质状态中表现出来。

量子自旋液体的概念最早由诺贝尔物理学奖得主菲利普·沃伦·安德森于1973年提出。在这种特殊物质状态下,即使冷却至绝对零度(-273℃),电子的自旋仍能保持无序状态,自旋方向持续波动。

研究团队指出,量子自旋液体在模拟宇宙中光和粒子相互作用方面具有重要意义,但其存在性难以证实。在最新研究中,科研团队利用中子散射等尖端实验手段,结合理论模型,首次成功观测到这种物质状态。中子散射作为一种强大的分析工具,能够深入分析磁体的自旋行为。

在法国格勒诺布尔劳厄-朗之万研究所,团队使用专业光谱仪进行了中子散射实验,获取了高分辨率数据,并通过理论分析,证实了量子自旋液体的存在。这一发现将有助于科学家在由电子自旋构成的“宇宙”中寻找类似磁单极子的粒子,这些粒子仅具有一个磁极,与电子仅携带一个负电荷相似。这些研究成果将深化人类对宇宙以及物质在最小尺度上运作机制的理解。

(文章来源:科技日报,略有改动以适应财经科技交叉领域报道需求)