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MIT发现第三种磁性 量子计算/常温超导?
2012-12-24 11:50:24  作者:上方文Q 编辑:上方文Q   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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麻省理工学院(MIT)近日展示了一种全新磁性的存在,证实了早先的预言。

在此之前,我们只知道两种磁性:“铁磁性”(Ferromagnetism)就是条形磁铁、指南针里的磁性,几个世纪前我们的祖先就了解它了,同性相斥异性相吸,内部所有原子的磁运动或者磁性方向是相同的;“反铁磁性”(Antiferromagnetism),金属和合金内部的磁场,原子磁运动方向相反且互相抵消,从而可以有序地排列,硬盘磁头就是基于这种原理的。

反铁磁性的预言和发现让Louis Neel、Clifford Shull分别在1970年、1994年赢得了诺贝尔物理学奖,而后者就是MIT的一名教授。

而新发现的第三种磁性叫做“量子自旋液体”(Quantum Spin Liquid/QSL),来自一种从矿物中提出的固态晶体“herbertsmithite”,但磁性却很像液体里的分子,内部每个粒子的磁方向都是持续混乱的。

MIT物理学教授Young Lee指出:“我们证明了,磁性还有第三种基础状态。材料内部的磁方向毫无秩序,或者说没有固定的磁矩,但(粒子)之间有强烈的相互作用,而且因为量子效应,它们不会固定在某个的地方。”

虽然很难直接测量或者证实这种特殊磁性状态,不过MIT声称他们得到的是最强有力的实验数据,完全可以将理论模型证明为现实物理系统。

普林斯顿大学教授Philip Anderson 1987年第一次提出了这种新的磁性概念,认为它可能会和高温超导体有关。Young Lee表示:“从那之后,物理学家就一直想得到这种状态,但直到最近几年我们才取得了实质性进展。”

Young Lee和他的同事花了十个月的时间,在去年成功得到了一块足够大、足够纯净的herbertsmithite,然后就一直在钻研它的属性,并最终验证了QSL磁性的存在,期间还使用了中子散射(neutron scattering)技术进行测量。

接下来大家应该会问,这种新的磁性会有什么用?前沿物理理论转换成实际应用成果往往需要很长的时间,这次也不例外。研究人员指出,这一发现可能会带来数据存储(新型存储器)、计算机通信(远程量子缠绕)的重大突破,造就新型量子计算机,或者实现真正的高温超导体——可在常温而非零下200℃下工作的超导体。

MIT发现第三种磁性 可造量子计算机?
herbertsmithite

 

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