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美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)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(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)物理學(xué)的認(rèn)知極限，可能推動(dòng)量子計(jì)算、磁制冷等技術(shù)的發(fā)展。 這種新相態(tài)源自對(duì)一維亞鐵磁體材料的研究，其獨(dú)特之處在于同時(shí)存在高度有序（“冷”）和高度無序（“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(xiàn)物質(zhì)狀態(tài)的極銳利轉(zhuǎn)變，未來或可應(yīng)用于能源系統(tǒng)和信息技術(shù)領(lǐng)域。 “半冰半火”是此前發(fā)現(xiàn)的“半火半冰”相態(tài)的對(duì)偶狀態(tài)。2016年，科學(xué)家在研究磁性化合物Sr₃CuIrO₆時(shí)首次觀測(cè)到“半火半冰”態(tài)，其中銅位點(diǎn)的自旋完全無序（熱），而銥位點(diǎn)的自旋完全有序（冷）。但傳統(tǒng)理論認(rèn)為，這類一維磁性系統(tǒng)無法在有限溫度下發(fā)生相變，因此其實(shí)際應(yīng)用一直存疑。 最新研究發(fā)現(xiàn)，“半冰半火”態(tài)可通過超窄溫度范圍實(shí)現(xiàn)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(chǔ)。科學(xué)家計(jì)劃進(jìn)一步探索其在量子自旋及復(fù)雜材料系統(tǒng)中的表現(xiàn)，為未來技術(shù)開辟新可能。 這項(xiàng)研究不僅拓展了對(duì)物質(zhì)相態(tài)的理解，也為精準(zhǔn)調(diào)控材料性能提供了新途徑。相關(guān)成果已發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）等期刊。 --《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
