作者:陈超 来源:科技日报 发布时间:2016/6/7 14:41:59
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自旋液体隐藏秩序被发现

 

科技日报东京6月6日电 (记者陈超)一个由多国科学家组成的国际研究小组近日公布,他们发现铽钛氧化物冷却至零下273摄氏度(绝对温度0.1开尔文)时,自旋液体的量子性状液体凝固,电子“轨道形状”呈有序的罕见固体。这一困惑科学家20多年的铽钛氧化物谜一样的秩序得以解开,成为理解物质新的量子状态的重要发现。

铽钛氧化物被称为自旋液体,是呈现非常罕见的量子状态物质。自1999年被发现以来,科学家投入了大量精力进行研究,已进行了超过100多次实验和各种理论模拟验证,但仍未能对自旋液体的性质作出解释。在试验中曾观察过几种样本与自旋排列长距离秩序不同的秩序,但无法理解这一秩序状态。铽钛氧化物是否是自旋液体,这一疑问成为重要的基础研究课题。

联合研究小组制作了具有长距离秩序性质的高纯度单晶体,然后进行磁场中热比与磁化测定和中子散射试验。他们惊奇地发现,试验与基于量子自旋冰模型的理论计算完全一致。

相关研究者认为,该研究发现了物质新的属性。研究小组制作的高纯度单晶体以及所进行的热比试验结果非常重要。该研究揭开了铽钛氧化物“隐藏的秩序”之谜,对其附近“自旋液体”的性质也有了深刻理解。

 
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