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物理:惊人的量子效应

物理:惊人的量子效应

量子世界再次令人惊讶:在使用铁和锡合金的实验中,研究人员可能已经发现了一种全新的物质量子态。它确保晶体表面上的电子不遵循晶格结构,但是与晶体结构分离并形成线。此外,通过改变施加的磁场-如罗盘针,可以意外地旋转该电子线。如果这种效果得到证实,它可以在纳米技术和量子研究中实现新的应用。

无论是量子光学的基础上,旋转和原子或纳米技术构建的计算机,最小颗粒的王国是基础许多未来的技术,因为相互作用它是可能的,这不经典,宏观物理存在。然而,为了开发量子物理学的应用,首先必须理解量子材料中发生的复杂过程。这些包括晶体表面上电子发生的相互作用和结构。诸如纠缠之类的效应导致电子以特殊方式将自身排列成所谓的拓扑有序系统。

但现在普林斯顿大学的尹家新和他的同事已经发现了一种全新的这种量子系统。在他们的研究中,他们研究了铁磁性化合物Fe3Sn2表面上电子的行为-铁和锡原子的晶格。它具有六边形,蜂窝状的基本结构,根据它们与日本篮子编织图桉的相似性也称为Kagom。根据流行的理论,这样的晶体表面上的电子应该遵循该图桉并且还呈现六边形排列。在实验中,研究人员将晶体冷却至大约4开尔文并施加外部磁场。

现在,作为物理学家分析了扫描隧道显微镜和Spezialspektroskop电子设备,他们发现了令人吃惊:“我们预期看到的东西为六边形,在其它拓扑材料,而是我们发现了一些完全出乎意料,”尹的同事松田张说。电子不是形成蜂窝,而是排列成一条直线。“电子重新定向并忽略了晶格对称性,”资深作者ZahidHassan补充道。“我们正在进入一个全新的领域。”正如研究人员解释的那样,他们的发现可能是现有理论无法捕捉到的全新的物质量子态。

指南针针由电子组成

但这并非全部:当科学家改变外部磁场时,它对晶格上的电子线产生了意想不到的强烈影响。整个线可以通过磁铁的影响旋转。磁场方向的旋转产生了该系统令人惊讶的强烈能量偏移。像指南针一样,串联的电子旋转-并且期望这比传统理论强十倍和清晰。哈佛大学的非研究物理学家苏比尔萨克德夫评论说:“磁场对材料的电子特性产生如此巨大的影响是非常罕见的。”易和他的同事补充道:

仍然可能的新量子态必须通过进一步的测试来确认,并且必须研究物理背景。但根据加州理工学院(加州理工学院)的DavidHsieh的说法,Hasan和他的团队实际上可能在这里遇到了一些新事物。“这可能确实是物质新量子阶段的证据,”Hsieh评论道。如果得到确认,可能会产生有趣的应到目前为止,结合拓扑结构,磁性和例如超导性的尝试经常被系统的过低反应速率所阻碍。现在发现的效果可能会改变这一点。“我们已经为拓扑量子世界发现了一个新的控制按钮,”普林斯顿大学的资深作者ZahidHassan说。

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