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科技動態(tài)

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物理學家觀測到一種新磁性準粒子

發(fā)布時間：2022-11-7來源：科技日報點擊：返回列表

       據發(fā)表在《自然·納米技術》上的論文，美國紐約市立學院的發(fā)現與創(chuàng)新中心和物理系宣布，他們通過將光耦合到超薄二維磁體上，觀測到一種新型磁性準粒子。這一突破有望為材料科學帶來新策略，即通過材料與光的強烈相互作用來人工設計材料。

 
準粒子是指一種物理概念，其中高度受激狀態(tài)的物質本身被視為基本量子粒子。 
圖片來源：每日科技網站  
 
       領導這項研究的紐約市立學院物理學家維諾德·M·梅農說，要實現高效磁光效應，用磁性材料結合他們的方法是一條有希望的途徑。高效磁光效應可用于日常設備中，如激光或數字數據存儲。
 
       研究論文主要作者弗洛里安·迪恩伯格博士認為，他們的工作揭示了光和磁性晶體之間的強烈相互作用，這是一個在很大程度上未被探索的領域。“近年來的研究產生了許多原子平面磁體，非常適合用我們的方法進行研究。”
 
       科學家們長期以來一直預測，磁子可以相互作用并合并形成新的準粒子。他們利用散射的中子在實際材料中尋找這些多個磁振子的“束縛態(tài)”。
 
       關于磁性準粒子的影響，科學家們預測，磁子之間的相互作用會產生3種新的磁非束縛狀態(tài)。盡管如此，科學家們還沒有在實際材料中看到超過兩個磁振子捆綁在一起。這種觀測的缺失使人們對3個磁非束縛態(tài)的存在產生了疑問。
 
       在這項研究中，一種被稱為“氧化錳鈉”的材料代表了第一種反鐵磁性、矩排列的反平行材料，它擁有3個磁振子束縛狀態(tài)。這表明這樣的準粒子足夠穩(wěn)定并可以形成。此外，利用多個磁振子束縛態(tài)作為量子信息的載體對于未來的量子技術是必不可少的，本研究為研究這些新的準粒子的形成和性質提供了一種模型材料。
 
       展望未來，該團隊計劃擴大這些研究，以了解當量子材料被放入光腔時量子電動力學真空所起的作用。德克薩斯大學奧斯汀分校的助理教授愛德華多·巴爾迪尼評論道：“我們的工作為研究穩(wěn)定熱力學平衡中沒有對應物的新型量子相鋪平了道路。”

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