據(jù)發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上的論文，美國紐約市立學(xué)院的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新中心和物理系宣布，他們通過將光耦合到超薄二維磁體上，觀測到一種新型磁性準(zhǔn)粒子。這一突破有望為材料科學(xué)帶來新策略，即通過材料與光的強烈相互作用來人工設(shè)計材料。

領(lǐng)導(dǎo)這項研究的紐約市立學(xué)院物理學(xué)家維諾德·M·梅農(nóng)說，要實現(xiàn)高效磁光效應(yīng)，用磁性材料結(jié)合他們的方法是一條有希望的途徑。高效磁光效應(yīng)可用于日常設(shè)備中，如激光或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲。

研究論文主要作者弗洛里安·迪恩伯格博士認(rèn)為，他們的工作揭示了光和磁性晶體之間的強烈相互作用，這是一個在很大程度上未被探索的領(lǐng)域。“近年來的研究產(chǎn)生了許多原子平面磁體，非常適合用我們的方法進(jìn)行研究。”

科學(xué)家們長期以來一直預(yù)測，磁子可以相互作用并合并形成新的準(zhǔn)粒子。他們利用散射的中子在實際材料中尋找這些多個磁振子的“束縛態(tài)”。

關(guān)于磁性準(zhǔn)粒子的影響，科學(xué)家們預(yù)測，磁子之間的相互作用會產(chǎn)生3種新的磁非束縛狀態(tài)。盡管如此，科學(xué)家們還沒有在實際材料中看到超過兩個磁振子捆綁在一起。這種觀測的缺失使人們對3個磁非束縛態(tài)的存在產(chǎn)生了疑問。

在這項研究中，一種被稱為“氧化錳鈉”的材料代表了第一種反鐵磁性、矩排列的反平行材料，它擁有3個磁振子束縛狀態(tài)。這表明這樣的準(zhǔn)粒子足夠穩(wěn)定并可以形成。此外，利用多個磁振子束縛態(tài)作為量子信息的載體對于未來的量子技術(shù)是必不可少的，本研究為研究這些新的準(zhǔn)粒子的形成和性質(zhì)提供了一種模型材料。

展望未來，該團(tuán)隊計劃擴大這些研究，以了解當(dāng)量子材料被放入光腔時量子電動力學(xué)真空所起的作用。德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的助理教授愛德華多·巴爾迪尼評論道：“我們的工作為研究穩(wěn)定熱力學(xué)平衡中沒有對應(yīng)物的新型量子相鋪平了道路。”(科技日報實習(xí)記者 張佳欣)

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