會員登錄
為(wei) 了從(cong) 數學上描述這種行為(wei) ，諾貝爾獎獲得者、1973年首次預測自旋液體(ti) 存在的普林斯頓物理學家菲利普-安德森（Philip Anderson）提出了一種解釋：在量子體(ti) 係中，電子可被視為(wei) 由兩(liang) 個(ge) 粒子組成，一個(ge) 帶有電子的負電荷，另一個(ge) 粒子會(hui) 自旋。安德森稱這種包含自旋能力的粒子為(wei) 自旋子。在這項新研究中，研究小組在由釕和氯原子組成的自旋液體(ti) 中尋找自旋子的跡象。
在高於(yu) 絕對零度（或大約-452華氏度）的幾分之一的溫度下，加上高強度磁場的影響，氯化釕晶體(ti) 進入自旋液體(ti) 狀態。
研究生Peter Czajka和博士生Tong Gao將三個(ge) 高度敏感的溫度計連接到放置在一個(ge) 保持在接近絕對零度開爾文溫度的“浴池”中的晶體(ti) 。然後，他們(men) 將磁場和少量的熱量施加到一個(ge) 晶體(ti) 邊緣，以測量其熱導率，這是一個(ge) 表示其傳(chuan) 導熱流的程度的數值。如果有自旋子存在，它們(men) 會(hui) 在熱導率與(yu) 磁場的關(guan) 係圖中以振蕩模式出現。
他們(men) 正在尋找的振蕩信號是異常微小的，隻有幾百分之一的變化，因此測量需要對樣品溫度進行非常精確的控製，並在強磁場中對溫度計進行仔細校準。
該團隊使用了現有的最純淨的晶體(ti) ，這些晶體(ti) 是在美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ORNL）生長的，由田納西大學諾克斯維爾分校的材料科學教授David Mandrus和ORNL中子散射部的企業(ye) 研究員Stephen Nagler領導，ORNL團隊對氯化釕的量子自旋液體(ti) 特性進行了廣泛的研究。
在近三年進行的一係列實驗中，Czajka和Gao以越來越高的分辨率檢測到了與(yu) 自旋子一致的溫度振蕩，從(cong) 而提供了電子由兩(liang) 個(ge) 粒子組成的證據，與(yu) 安德森的預測一致。
"人們(men) 四十年來一直在尋找這一特征，如果這一發現和自旋子的解釋得到驗證，它將大大推動量子自旋液體(ti) 領域的發展。從(cong) 純粹的實驗方麵來看，"Czajka說，"看到實際上打破了你在初級物理課上學到的規則的結果是令人興(xing) 奮的。"
歡迎掃碼入群！
深圳科普將定期推出
公益、免費、優(you) 惠的活動和科普好物！
深圳市龍華區玉翠社區高坳新村小廣場
