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首次观察到呈现超固相物质的材料

2024-01-30 10:49:03 生活来源：

导读通过实验研究，中国多个机构的物理学家团队首次观察到超固体相的材料。在《自然》杂志上发表的论文中，该小组描述了他们为完成这一壮举而进

通过实验研究，中国多个机构的物理学家团队首次观察到超固体相的材料。在《自然》杂志上发表的论文中，该小组描述了他们为完成这一壮举而进行的实验及其影响。《自然》杂志在同一期杂志上发表了一份研究简报，概述了该团队在这方面所做的工作。

超固体是一种看似矛盾的材料——它被定义为刚性的，但也具有超流动性，液体在其中流动时没有摩擦。 20 世纪 70 年代，安东尼·莱格特 (Anthony Leggett) 的理论工作表明这种材料是可能的。但到目前为止，还没有人能够在自然界中找到它或在实验室中合成它。

为了创造超固体，参与这项新研究的研究人员从一种名为 NBCP 的化合物开始，它具有原子排列成三角形晶格的独特属性。研究小组发现，这意味着如果将其放置在磁场中，其所有原子都会朝同一方向旋转。

但是当磁铁被移除时，所有原子都试图以与相邻原子相反的自旋来定向自己，但由于它们排列成三角形，因此由于可能的方向有限而产生了“挫败感”。这一观察结果表明，在适当的条件下，NBCP 可以作为超固体存在。

为了创造合适的条件，研究人员建造了一种设备来测量材料暴露在磁场中时的磁热效应，而不必担心热泄漏。这使他们能够绘制熵状态，进而使他们能够检测原子的自旋状态及其跃迁。他们将研究结果与理论计算进行了比较，并确定他们走在正确的道路上。

然后他们进行了中子衍射测量并将其与理论计算进行了比较，再次发现了一致。总之，这些测量使他们得出结论：他们观察到了一种处于超固态的材料。

这项观测有望为研究量子现象和模拟新型材料开辟新的可能性。

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