今日報丨磁性材料中發現量子自旋液存在證據
2025-12-30 10:30:55 來源：科技日報
(資料圖片僅供參考)
據最新一期《自然·物理》雜志報道，美國SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學研究團隊在一種新型磁性籠目材料中，發現了內秉量子自旋液（QSL）存在的有力證據，為理解量子自旋液的基本原理并推動其在量子技術中的應用提供了關鍵依據。
量子自旋液是一種極為奇異的量子物質形態。在傳統磁性材料中，電子的自旋，即其內秉角動量，通常會在溫度降低時趨于穩定并形成有序排列。然而，在量子自旋液中，即便在接近絕對零度的極端低溫下，自旋依然不會“結冰”，而是持續保持波動狀態。這種狀態伴隨著高度的量子糾纏，使得一個粒子的狀態變化會瞬間影響到其他粒子。
籠目材料因其特殊幾何結構，長期被視為孕育量子自旋液的理想平臺。此前，研究團隊曾在籠目材料羥氯銅礦中觀測到奇異激發，但這是否屬于QSL的共性規律曾引發學術界爭論。
為了驗證這一猜想，團隊此次合成了一種新型磁性籠目材料“鋅巴洛石”，并將其冷卻至極低溫度，隨后對材料中自旋的能量激發進行精細測量。結果顯示，這種材料中的基本激發正是量子自旋液的重要標志。這一發現有力證明了，這種奇異的量子激發是廣泛存在于籠目材料家族中的普遍現象。
團隊表示，在真實材料中獲得與理論高度一致的實驗結果，是確認量子自旋液存在的重要一步。
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