原標(biāo)題:五碲化鉿中發(fā)現(xiàn)全新量子物質(zhì)態(tài)
科技日?qǐng)?bào)訊 (記者劉霞)美國加州大學(xué)爾灣分??茖W(xué)家在新一期《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表一項(xiàng)研究成果:他們?cè)谖屙诨x材料中發(fā)現(xiàn)了一種全新的量子物質(zhì)狀態(tài)——自旋三重態(tài)激子絕緣態(tài)。這種近乎零能耗且抗輻射的奇異物質(zhì)狀態(tài),或?qū)樯羁沼?jì)算技術(shù)帶來革命性變革,甚至開啟“自充電計(jì)算機(jī)”新紀(jì)元。
這種新物質(zhì)狀態(tài)本質(zhì)上是一種由電子和空穴自發(fā)耦合形成的“激子液體”??昭ú⒎钦鎸?shí)粒子,而是電子受激發(fā)躍遷后留下的能量空位。在特殊條件下,電子與空穴如同默契的舞伴,以相同方向同步旋轉(zhuǎn),形成這種獨(dú)特的量子凝聚態(tài)。
此次發(fā)現(xiàn)源于極端實(shí)驗(yàn)條件。在洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室,研究團(tuán)隊(duì)在施加了70特斯拉強(qiáng)磁場(chǎng)(比普通冰箱磁鐵強(qiáng)700倍)后,發(fā)現(xiàn)五碲化鉿導(dǎo)電性驟降。這并非系統(tǒng)崩潰的跡象,而是量子世界發(fā)出的暗語,暗示著新物質(zhì)狀態(tài)的誕生。
研究顯示,此時(shí)該材料幾乎停止傳導(dǎo)電流,但并非死寂一片,而是在內(nèi)部形成了一種前所未有的量子協(xié)同。而且,這種物質(zhì)不僅能發(fā)射強(qiáng)高頻光,更展現(xiàn)出驚人的抗輻射特性,堪稱太空探索領(lǐng)域的理想材料,有望催生能夠抵御太空輻射的計(jì)算機(jī)。
研究團(tuán)隊(duì)表示,這一進(jìn)展非常重要,因?yàn)樗赡茴A(yù)示著未來的電子設(shè)備或可通過電子自旋而非電荷傳遞信號(hào),為開發(fā)出基于自旋的電子或量子器件和其他節(jié)能技術(shù)開辟了新途徑。更令人興奮的是,這種材料還有可能實(shí)現(xiàn)“自充電”功能,因?yàn)槠鋬?nèi)部的激子相態(tài)擁有特殊性質(zhì),設(shè)備或許無需外部電源即可維持運(yùn)行,對(duì)各種長期任務(wù)來說都是一大突破。