物理学家提供了关于一种奇异金属实验的理论见解

发布时间：2023-11-07 10:30:56 所属栏目：外闻来源：转载

导读： 　　罗格斯大学的物理学家提出了一种有关他们进行的“奇怪合金”的研究的解释，该研究可能成为未来量子技术的基石。

　　科学家们在研究一种名为“Y球”的化合物

　　罗格斯大学的物理学家提出了一种有关他们进行的“奇怪合金”的研究的解释，该研究可能成为未来量子技术的基石。

　　科学家们在研究一种名为“Y球”的化合物时，发现了探测和理解其行为的新方法。Y球属于一类神秘的“奇异金属”，这种金属目前被视为下一代量子材料发展的关键。

　　在罗格斯大学理论物理学家的协助下，这项实验结果可能在革命性技术和设备的发展中发挥巨大作用。

　　罗格斯文理学院物理与天文系罗格斯材料理论中心的杰出教授，同时也是参与这项研究的理论家之一Piers Coleman表示：“量子材料很可能会推动下一代科学技术的发展，而奇异金属也将成为其中的一部分。我们知道，像Y球这样的奇异金属具有未知的性能，想要将其应用于未来需要我们开发了解这些属性。我们非常确信，理解这种奇异金属将给我们带来新的想法，并将协助我们设计和发现新材料。”

　　实验揭示了这种奇异金属电荷的异常波动。研究人员说，这项工作是开创性的，因为实验者在检查Y球时使用了同步加速器（一种粒子加速器）向其发射伽马射线的新颖方式。

　　包括Coleman、物理学教授Premala Chandra和前博士后Yashar Komijani（现为辛辛那提大学助理教授）的罗格斯大学团队，多年来一直在探索奇异金属的奥秘。量子力学是控制超小型领域的物理定律，是电子等自然界基石的家园，他们就是通过量子力学的框架来揭示奇异金属量子秘密的。

　　科学家们使用穆斯堡尔光谱技术和先进的伽马射线光谱仪分析技术，探测了Y电子球这种独一无二的材料，测量了这种奇异金属的电荷波动速率。在传统金属中，当电子移动时，它们会在原子中跳跃进出，产生电荷波动，但其速度是穆斯堡尔光谱所无法观测到的数千倍。但奇异金属在这种情况下，变化发生在那秒，即十亿分之一秒。

　　Komijani解释道：“在量子世界里，一纳秒就是永恒。很长一段时间以来，我们一直在想，为什么这些波动实际上如此缓慢。”他继续说道，“我们推断，每次一个电子跳进一个原子中，它都会在那里停留足够长的时间，吸引周围的原子，使它们进出。这种电子和原子的同步舞蹈减缓了整个过程，因此穆斯堡尔光谱技术可以观测到它。”

　　Komijani谈道：“他们将研究向前推进了一步。我们要求实验人员寻找这些震动。令我们兴奋的是，他们确实检测到了。”

　　Coleman继续解释说，当电流流过铜等传统金属时，随机的原子运动会散射电子，从而产生称为电阻的摩擦。随着温度的升高，电阻会以一种复杂的方式增加，并在某个时刻达到平稳状态。

　　然而，在像Y球这样的奇异金属中，电阻会随温度线性增加，这是一种非常简单的行为。此外，当Y球和其他奇异金属被冷却到低温时，它们通常会变成完全没有电阻的超导体，这进一步增强了它们的“奇异性”。

　　超导材料有望成为下一代量子技术的核心，因为通过消除所有电阻，它们允许电流以量子力学同步的方式流动。研究人员认为他们的工作为未来打开了一扇也许是拥有无限想象可能性的门。

　　Coleman说道：“在19世纪，当人们试图弄清楚电和磁时，他们无法想象下一个世纪完全是由对电和磁的理解推动的。所以，今天也是如此，当我们使用“量子材料”这个模糊的术语时，我们无法真正想象它将如何改变我们后辈的生活。”但它确实可以帮助我们更好地理解这个世界。”他说。“我们正在研究的量子材料，就像一个巨大的磁场，它可以吸引和排斥任何东西。”

（编辑：应用网_镇江站长网）

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