麻省理工学院的物理学家用激光照射量子晶体 - 并发现了一些令人惊讶的东西

麻省理工学院的物理学家发现了量子材料内电子行为的惊人分裂:两个几乎相同的电子模式以根本不同的方式重建自身。固体内的电子并不总是表现得像独立粒子。在适当的条件下,大量的它们可以重组在一起,产生全新的物质状态[...]

来源:SciTech日报

麻省理工学院的物理学家发现了量子材料内电子行为的惊人分裂:两个几乎相同的电子模式以根本不同的方式重建自身。

固体内的电子并不总是表现得像独立粒子。在适当的条件下,大量的它们可以重组在一起,产生全新的物质状态,具有原始材料似乎不具备的特性。

麻省理工学院的物理学家现在已经看到集体重组以不同寻常的细节展开。他们的实验表明,占据相同量子材料的两个电子相可以通过根本不同的机制形成,尽管两者都涉及相同的电子顺序类型。

这项研究结果发表在《自然物理学》上,可以帮助研究人员了解凝聚态物理学中一个更广泛的谜团:为什么超导、磁性、电荷有序和其他电子态经常在某些材料中同时出现。

为什么共存量子相很重要

这个问题很重要,因为量子材料的行为通常不仅取决于它可以支持哪些相,还取决于这些相如何竞争、合作或共存。学习控制这些关系最终可以帮助研究人员设计出可以有意切换或调整电子特性的材料。

“人们相信取代硅的基石在于具有多个共存相的量子材料,”合著者、20 届博士 Alfred Zong 说,他是麻省理工学院研究生时共同领导了这项研究,现在是斯坦福大学的助理教授。 “我们的实验提供了一种非常巧妙的方法来研究这些多个阶段。”

该团队由麻省理工学院唐纳物理学教授 Nuh Gedik 领导,重点研究三碲化铒(ErTe3),它是稀土化合物家族的一员,已成为研究集体电子行为的重要试验场。

DOI: 10.1038/s41567-026-03382-5