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沮喪的magn老虎機規則等與霍爾效應

沮喪的磁鐵之所以被稱為是因為它們在低溫下應該是磁性的,但不是。普林斯頓大學的科學家進行了一項實驗,揭示了受挫磁體中不太可能發生的行為,他們認為這解決了有關這些不滿量子材料的性質的長期爭論的問題。

普林斯頓大學尤金·希金斯物理學教授N. Phuan Ong及其同事相信,他們的發現代表了令人驚訝的發現,最終可能為先進電子學提供新的研究方向。

他們的研究已發表在學術期刊上 科學(以下引文),也可能有助於解釋高溫超導的機理,即電的無摩擦傳輸。

 沮喪的磁鐵晶體(Tb2Ti2O7)。 (圖片來源:Jason Krizan)

測試霍爾效應

科學家測試了沮喪的磁鐵,看它們是否表現出完美分析運彩ptt一種稱為 霍爾效應.

當磁場施加到在c中流動的電流時必贏老虎機諸如銅帶之類的電感器上,電流會偏轉到帶的一側。美國物理學家埃德溫·赫伯特·霍爾(Edwin Herbert Hall,1855-1938年)於1879年首次觀察到這種偏轉。目前,這種偏轉已用於計算機打印機和車輛防抱死制動系統等設備的傳感器中。

 

考慮到霍爾效應發生在帶電粒子中,大多數科學家認為不可能在中性(非帶電)粒子(如沮喪的磁體)中看到這種行為。

王教授說:

“談論中性粒子的霍爾效應是一種矛盾,這是一個瘋狂的想法。”

然而,一些理論物理學家推測,受挫磁體中的中性粒子可能會在接近絕對零的環境(超冷)中彎曲成霍爾定律,在這種情況下,粒子的行為符合量子力學定律,而不是我們在經典力學定律中看到的。我們周圍的世界。

利用量子行為可能會導致電子設備和計算領域的一些引人注目的創新。

沮喪的磁鐵中是否存在霍爾效應?

Ong教授和化學教授Robert Cava以及他們的研究生Jason Krizan和Max Hirschberger著手確定他們是否可以解決辯論,並令人信服地證明霍爾效應存在於沮喪的磁體中。

為此,科學家們轉向了燒綠石(pyrocchlores),這新天下娛樂城是一類包含磁矩的磁體,在絕對溫度接近零的極低溫度下,應有序排列,以使它們的所有“自旋”(量子力學性質)指向朝著同一方向。

研究人員發現,旋轉指向隨機方向。這些受挫的材料也稱為“量子自旋冰”。

王教授說:

“這些材料非常有趣,因為RTG電子老虎機 理論家認為,自旋對準的趨勢仍然存在,但是由於一個叫做幾何挫折的概念,自旋被糾纏但沒有順序。

糾纏是量子系統的重要屬性,科學家希望利用它來構建量子計算機,這可以解決當前計算機無法處理的問題。

Ong教授在走廊上聊天時發現,Cava具有製作此類材料的專業知識和實驗基礎設施。他要求化學研究生Krizan負責晶體的生長,而物理研究生Hirschberger則進行了尋找霍爾效應所需的實驗。

赫希伯格說:

“主要的挑戰是如何在極低的溫度下測量霍爾效應,這些材料的量子性質就會顯現出來。”

實驗在0.5開氏溫度下進行。赫希伯格必須解決晶體相對邊緣之間的溫差小至千分之一度的問題。

為了生長晶體,Krizan首先必須在類似窯爐的爐子中由氧化鈦和氧化ter合成材料。形成吡咯後RTG老虎機將礦石粉放入適合於晶體生長的圓柱體中,他將其懸浮在一個充滿氧氣的室內,並用來自四個1000瓦鹵素燈的足夠聚焦的光進行了噴砂處理,以將一個小區域加熱到1800攝氏度。

最終產品是不大於芝麻種子的細小,扁平,薄而透明的橙色平板。

為了測試每個晶體,Hirschberger使用微型加熱器將熱電流驅動通過晶體,將微小的金電極粘貼到平板的兩端。

在如此低的溫度下,該熱電流類似於普通霍爾效應實驗中的電流。

非磁性材料中的霍爾效應

他還沿垂直於熱流的方向施加了磁場。他驚訝地發現熱流偏向晶體的一側。換句話說,他目睹了非磁性材料的霍爾效應。

Ong教授對結果感到驚訝,要求Hirschberger以相反的方式重複該實驗-通過反轉角子電子老虎機;熱流的分佈。如果赫希伯格真的很痴迷線上老虎機技巧在霍爾效應的作用下,電流應偏轉到晶體的另一側。

在如此低的溫度下重新配置實驗並非易事。但是,最終赫希伯格證明了信號確實以與霍爾效應一致的方式反向。

王教授說:

“我們所有人都感到非常驚訝,因為我們在古典的非量子世界中工作和娛樂。量子行為可能看起來很奇怪,這是一個例子,其中確實存在不應發生的事情。它確實存在。”

卡瓦教授說:

“使用實驗來探究材料的量子行為,對於擴大我們對基本物理性質的理解以及最終在新技術中利用這種理解至關重要。”

“通過我們對世界運轉方式的好奇心,每一項技術進步都是基礎科學的基礎。”

使用這些材料進行的進一步研究可以提供進一步的洞察力,以了解某些稱為銅酸鹽的含銅材料如何發生超導性,也稱為“高溫超導體”,因為它們的工作溫度要比當前的超導體高得多,例如MRI中使用的超導體。機器。

包括諾貝爾獎獲得者菲利普·安德森教授在內的數位理論家都推測,自旋子可能是量子系統中熱流的載體,例如本研究中所探討的那樣(理論上認為自旋子是存在的)。

該團隊沒有聲稱觀察到了一個棘突。但是,Ong教授及其同事認為,他們的研究將來可能會朝著這樣的方向發展。 “這項工作為尋找蜘蛛人奠定了基礎。可以這麼說,我們已經看到了它的踪跡。”他說。

這項研究是由美國國家科學基金會,陸軍研究辦公室和美國能源部基礎能源科學部資助的。

引用:Max Hirschberger,Jason W. Krizan,R。J. Cava,N。P. Ong。 “沮喪的量子磁體中中性自旋激發的大熱霍爾電導率。” 科學2015年4月3日發布。DOI:10.1126 / science.1257340。