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科学家们在实验室中发现了一种理论化的——但从未被发现的——量子物质的性质。
 
该团队证明了一种特殊的量子材料可以显示电偶极波动——材料上微小带电极的不规则振荡——即使在极冷的条件下,在零下450华氏度左右。
 
这种材料在20年前首次合成,被称为k-(BEDT-TTF)2Hg(SCN) 2br。它来源于有机化合物,但表现得像金属。
 
“我们对这种特殊的量子材料的发现是,即使在超冷的温度下,沐鸣平台登录电偶极子仍然存在,并根据量子力学的规律波动,”约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)物理学副教授纳塔利亚·德里奇科(Natalia Drichko)说。
 
“通常,我们认为量子力学是一种微小事物的理论,比如原子,但在这里,我们观察到整个晶体的量子力学行为,”德里奇科说,他是《科学》杂志上一篇研究论文的资深作者。
 
经典物理学描述了我们在日常生活中看到和经历的大多数物理对象的行为。在经典物理学中,物体在极低的温度下会冻结,Drichko说。Drichko说,在量子物理学中,即使是在如此寒冷的温度下也有运动。量子物理学是一门主要用于描述原子层次和更小层次的物质和能量行为的科学。
 
“这是凝聚态物理学家正在探索的经典物理和量子物理之间的主要区别之一,”她说。
 
电偶极是一对相等但相反带电的极,它们之间相隔一定距离。例如,沐鸣平台登录这种偶极子可以通过静电的交换使头发“粘”在梳子上:梳子的边缘和头发的边缘形成微小的偶极子。
 
Drichko的研究团队在Drichko的拉曼光谱实验室观察到了量子物质新的极低温度的电状态,研究生Nora Hassan在那里做了关键的工作。团队成员将光线聚焦在材料的小晶体上。利用化学和生物学等其他学科的技术,他们发现了偶极波动的证据。
 
这项研究之所以成为可能,是因为该团队自制的定制工程光谱仪将测量的灵敏度提高了100倍。
 
这个团队发现的独特的量子效应可能会被用于量子计算,一种利用物质的量子状态来捕获和存储信息的计算方式。
 
Drichko的实验室是美国能源部资助的约翰霍普金斯量子物质研究所的一部分。除了德里奇科和哈桑,研究小组的成员还来自约翰霍普金斯大学、乔治亚理工学院、俄罗斯化学物理问题研究所、国家科学基金会和阿贡国家实验室。