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摘要:劳伦斯·劳里/盖蒂图片社:科学家发现了一种隐藏在铀化合物中的全新磁铁。这种化合物,USb2,一种所谓的“单重态”磁铁,它产生磁性的方式与科学家所知的任何其他磁铁都完全不同。根据负责在USb2的发现中,物理学家长期以来一直怀疑自旋激子群可能以相同的方向与磁场聚集在一起。单重态磁体中的并不是由大量混沌磁场突然对齐而产生的,而是在现有粒子中出现一种新的磁场。在单重态磁体中,态间的跃迁更为剧烈。这似乎是在USb2中发生的。
科学家发现了一种隐藏在铀化合物中的全新磁铁。
这种化合物,USb2(铀和锑的化合物),一种所谓的“单重态”磁铁,它产生磁性的方式与科学家所知的任何其他磁铁都完全不同。
电子是带负电荷的粒子,它们产生自己的微小磁场。这些场有一个“北”和“南”极,这是被称为自旋的量子力学性质的结果。在大多数物体中,这些磁场指向随机的方向,相互抵消。(这就是为什么你的身体不是一块巨大的磁铁)但在某些材料中,这些磁场会排列成一条直线。当这种情况发生时,它们会产生一个足够强大的磁场,例如,移动一堆铁屑或使指南针指向北方。
宇宙中几乎所有已知的磁铁都是这样工作的,从冰箱和核磁共振仪上的磁铁到行星地球本身的磁性。[7关于夸克的奇怪事实]
但是新发现的单重态磁铁的工作方式完全不同。
USb2和许多其他物质一样,因为它内部的电子不倾向于将磁场指向同一方向,所以它们不能通过它们的组合磁场强度产生磁性。
然而,USb2中的电子可以一起工作形成量子力学物体,称为“自旋激子”。
自旋激子不像你在物理和化学课上所学的普通粒子:电子、质子、中子,光子,等等,相反,它们是准粒子,粒子不是宇宙中的离散物体,但它们的行为却像它们一样。
自旋激子是从电子群的相互作用中产生的,当它们形成时,就会产生一个磁场。
根据负责在USb2的发现中,物理学家长期以来一直怀疑自旋激子群可能以相同的方向与磁场聚集在一起。他们称这种效应为“单重态”磁性。这种现象以前在超低温实验环境中短暂地被证明是脆弱的,其中量子力学的奇异物理往往更加明显。“KdSPE”“KdSPS”现在,物理学家首次表明,这种磁体可以在超冷环境之外稳定地存在。研究人员在2月7日出版的《自然通讯》杂志上发表的一篇论文中称,磁场在瞬间形成,消失的速度几乎与瞬间一样快。单重态磁体中的
并不是由大量混沌磁场突然对齐而产生的,而是在现有粒子中出现一种新的磁场。(林淼,纽约大学物理系)在正常情况下,铁棒中的磁矩逐渐对齐,没有磁化态和非磁化态之间的急剧转变。在单重态磁体中,态间的跃迁更为剧烈。自旋激子,通常是暂时的物体,当它们聚集在一起时变得稳定。当这些星团形成时,它们开始形成一个级联。就像多米诺骨牌一样,自旋激子迅速而突然地填满了整个物质,并相互对齐。
这似乎是在USb2中发生的。
这类磁铁的优点,研究人员在他们的声明中写道,它在磁化状态和非磁化状态之间翻转得更多比普通磁铁容易。考虑到许多计算机依靠来回切换磁铁来存储信息,有朝一日基于单重态的设备可能会比传统的磁性设备运行效率更高。
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