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美國布魯克海文國家實(shí)驗室的科學(xué)家發(fā)現了一種“半冰半火”的新物質(zhì)相，由冷而有序的電子自旋與熱而混沌的電子自旋混合而成。這一發(fā)現挑戰了傳統物理學(xué)的認知極限，可能推動(dòng)量子計算、磁制冷等技術(shù)的發(fā)展。 這種新相態(tài)源自對一維亞鐵磁體材料的研究，其獨特之處在于同時(shí)存在高度有序（“冷”）和高度無(wú)序（“熱”）的電子自旋排列。更關(guān)鍵的是，它能在有限溫度下實(shí)現物質(zhì)狀態(tài)的極銳利轉變，未來(lái)或可應用于能源系統和信息技術(shù)領(lǐng)域。 “半冰半火”是此前發(fā)現的“半火半冰”相態(tài)的對偶狀態(tài)。2016年，科學(xué)家在研究磁性化合物Sr₃CuIrO₆時(shí)首次觀(guān)測到“半火半冰”態(tài)，其中銅位點(diǎn)的自旋完全無(wú)序（熱），而銥位點(diǎn)的自旋完全有序（冷）。但傳統理論認為，這類(lèi)一維磁性系統無(wú)法在有限溫度下發(fā)生相變，因此其實(shí)際應用一直存疑。 最新研究發(fā)現，“半冰半火”態(tài)可通過(guò)超窄溫度范圍實(shí)現相變切換，并具備巨大磁熵變等特性，有望用于新型磁制冷技術(shù)或量子信息存儲�？茖W(xué)家計劃進(jìn)一步探索其在量子自旋及復雜材料系統中的表現，為未來(lái)技術(shù)開(kāi)辟新可能。 這項研究不僅拓展了對物質(zhì)相態(tài)的理解，也為精準調控材料性能提供了新途徑。相關(guān)成果已發(fā)表于《物理評論快報》（Physical Review Letters）等期刊。 --《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
