研究發(fā)現全新物態(tài)“量子液晶”

新華社華盛頓8月4日電　由美國羅格斯大學牽頭的新研究發(fā)現一種名為“量子液晶”的全新物質狀態(tài)，這將有助于設計出可應用在太空等極端環(huán)境中的新一代超高靈敏度量子磁傳感器。

固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài)是自然界最基礎且廣泛存在的四種物態(tài)。科學家們發(fā)現，在超低溫、高壓或強磁場等極端條件下，會出現新的物態(tài)。上述新研究突破了人們對四種基礎物態(tài)的認知。相關研究成果近期已發(fā)表在美國《科學進展》雜志上。

研究人員在超高磁場環(huán)境下，讓一種名為“韋爾半金屬”的導電材料和另一種名為“自旋冰”的絕緣磁性材料相互作用。當兩種材料結合時，會形成一種異質結構，由不同材料的原子層構成。

他們發(fā)現，在兩種材料的交界面處，“韋爾半金屬”的電子特性會受到“自旋冰”磁性的影響，引發(fā)極為罕見的現象“電子各向異性”，即材料在不同方向上的導電性能不同。在360度的圓周范圍內，在6個特定方向上導電性最低。而當磁場增強時，電子突然開始沿兩個相反方向流動，打破了傳統的對稱性流動模式，這表明在強磁場下出現了新型量子態(tài)——“量子液晶”。

研究人員說，這一發(fā)現揭示了操控材料特性的新方法。通過了解電子在這些特殊材料中的運動方式，科學家們有望設計出新一代超高靈敏度量子磁傳感器，這類傳感器在太空等極端環(huán)境中能發(fā)揮重要作用。