物理学家在新研究中证实难以捉摸的量子自旋液体

由赖斯大学的彭彭·戴(Pengcheng Dai)领导的一支国际科学家团队证实了在稀有的量子旋转液体中存在新兴的光子和分数化的旋转激发。他们的发现于6月19日发表在《自然物理学》上,确定了氧化锆(Ce₂zr₂o₇)的结晶化合物石(Ce₂zr₂o₇),是对这种异国物质状态的明确3D实现。

来源:英国物理学家网首页
晶体结构,布里渊区,相图,预期实验签名和CE2ZR2O7激发的摘要。学分:自然物理学(2025)。 doi:10.1038/s41567-025-02922-9
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由赖斯大学的彭彭·戴(Pengcheng Dai)领导的一支国际科学家团队证实了在稀有的量子旋转液体中存在新兴的光子和分数化的旋转激发。他们的发现于6月19日发表在《自然物理学》上,确定了氧化锆(Ce₂zr₂o₇)的结晶化合物石(Ce₂zr₂o₇),是对这种异国物质状态的明确3D实现。

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长期以来,量子自旋液体的理论阴谋为主题,为革命性技术(包括量子计算和无耗能传播)提供了希望。通过拒绝符合传统的磁性行为,这些材料通过在绝对零的温度下高度量子输入的磁矩运动来实现新兴的量子电动力学。

量子计算

“我们通过直接检测到这些激动来回答了一个重大的公开问题,” Sam and Helen Worden物理与天文学教授Dai说。 “这证实了Ce₂zr₂o₇的表现为真正的量子自旋冰,这是一种特殊的量子自旋液体,在三个维度上。”

嘈杂场中的实验清晰度

研究团队使用最先进的偏振中子散射技术来隔离和识别量子自旋液体行为的明显迹象。这些工具使它们可以将磁散射与所有其他信号分开,即使在零温度限制中。

同时,测量值使他们能够发现零能量附近的新兴光子信号 - 将量子自旋冰与普通磁体中其他常规阶段区分开来的关键特征。该化合物特异性热的互补测量提供了进一步的支持,表明预测的新兴光子具有类似于声音在固体中传播的分散体。

特定热量 国际合作