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这种不寻常的材料利用挫败感来解锁新的量子行为
一项新研究揭示了量子材料中相互交织的挫败形式如何产生非常规磁态。由加州大学圣巴巴拉分校材料教授斯蒂芬·威尔逊领导的研究旨在揭示不寻常物质状态背后的基本物理原理，同时创造能够支持对未来量子应用重要的特性的材料。在 [...]
来源:SciTech日报一项新研究揭示了量子材料中相互交织的挫败形式如何产生非常规磁态。
由加州大学圣巴巴拉分校材料教授 Stephen Wilson 领导的研究旨在揭示不寻常物质状态背后的基本物理原理，同时创造能够支持对未来量子应用重要的特性的材料。
在《自然材料》杂志上发表的一项研究中，威尔逊和他的同事描述了一种利用材料内长程秩序受挫现象的新方法。通过利用这种效应，该团队展示了如何有意地创造非常规磁态，这可能对量子技术产生影响。
同时，威尔逊强调，“这是旨在解决基本问题的基础科学。它的目的是探索未来设备的物理可能性。”
该研究探讨了固体材料中如何出现多种形式的挫败感。一个例子是几何挫败，当材料内部的磁矩无法将自身排列成单一稳定的模式时，就会发生这种情况。这些力矩并没有形成有序的结构，而是处于不断竞争和波动的状态。
“你可以认为磁性源自位于晶格中原子位点的微小条形磁铁，”威尔逊说。 “这些条形磁铁就是我们所说的磁偶极矩，它们可以根据材料的细节以特定的方式相互作用并相对于彼此定向，以最小化它们的能量，或者换句话说，实现它们的基态。”
基态代表系统的最低可能能量配置。在绝对零温度下，任何物理系统都处于这种状态。
几何和竞争交互
实现量子态的功能控制
DOI: 10.1038/s41563-025-02380-x
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