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原標題：量子自旋液體(ti) 基態首次觀測到了
由來自美國、德國和加拿大的科學家組成的國際科研團隊在最新一期《物理評論X》雜誌上撰文稱，他們(men) 在磁性材料Ce2Zr2O7上首次觀測到了“量子自旋液體(ti) 基態”，最新研究有望為(wei) 量子計算機設計開辟新方向。
自旋是電子擁有的與(yu) 旋轉有關(guan) 的內(nei) 部特性，正是自旋使磁鐵內(nei) 的材料具有磁性。在某些材料內(nei) ，自旋會(hui) 導致結構紊亂(luan) ，類似於(yu) 液體(ti) 中的分子，因此有“自旋液體(ti) ”這一說法。自旋液體(ti) 的主要特征是，即使冷卻到絕對零度（零下273攝氏度），它們(men) 仍保持無序狀態，這是因為(wei) 隨著材料冷卻，自旋方向持續波動，而非像傳(chuan) 統磁鐵那樣在固態中穩定下來（在傳(chuan) 統磁鐵內(nei) ，所有自旋都是對齊的）。
研究人員解釋稱，把一個(ge) 電子想象成一個(ge) 指向上或下的小指南針。在傳(chuan) 統磁鐵中，電子自旋都指向同一個(ge) 方向，向上或向下，形成所謂的“鐵磁相”。但在量子自旋液體(ti) 內(nei) ，電子置於(yu) 一個(ge) 三角形晶格中，形成三角形，其特征是強烈的湍流幹擾了它們(men) 的順序，結果是一個(ge) 糾纏波函數，沒有磁序。
最新研究負責人、蒙特利爾大學物理學教授安德裏亞(ya) ·比安奇解釋說：“當添加第三個(ge) 電子時，電子自旋無法對齊，因為(wei) 兩(liang) 個(ge) 相鄰電子的自旋相反，這就產(chan) 生了我們(men) 所說的磁阻挫。而這種基態這會(hui) 產(chan) 生激發，即使在非常低的溫度下，也能維持自旋的無序，從(cong) 而維持液態。”
比安奇表示，Ce2Zr2O7是一種具有磁性的鈰基材料，此前科學家已經製造出了這種化合物，新研究是以一種獨特的純淨形式製造它，他們(men) 使用在光學爐中熔化的樣品製造出了近乎完美的三角形原子排列，然後檢查量子態。結果表明，正是這個(ge) 近乎完美的三角形，使他們(men) 在Ce2Zr2O7中製造出了磁阻挫。
比安奇說：“我們(men) 的測量結果顯示，粒子函數重疊，因此沒有經典磁序的明顯跡象。此外，我們(men) 還觀察到自旋方向不斷波動的分布，這是自旋液體(ti) 和磁阻挫的特征，這表明我們(men) 所創造的材料在低溫下表現得像真正的自旋液體(ti) 。”
在通過計算機模擬證實這些觀察結果後，研究小組得出結論，他們(men) 確實觀測到了一種前所未見的量子態——量子自旋液體(ti) 基態。
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