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2022-09-07 11:00 |
量子有了“新皮毛”：量子材料中首次發(fā)現(xiàn)數(shù)千原子糾纏
在物理學(xué)中，薛定諤貓?jiān)⒁饬肆孔恿W(xué)中兩種最令人“敬畏”的效應(yīng)：糾纏和疊加。德國(guó)德累斯頓大學(xué)和慕尼黑大學(xué)研究人員現(xiàn)已在較大的范圍內(nèi)觀察到這些現(xiàn)象。 Oi~ ]~+2
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已知具有磁性等特性的材料具有所謂的域（島），其中材料特性均勻地屬于一種或多種類(lèi)型（例如，想象它們是黑色或白色）。在最新一期《自然》雜志上，物理學(xué)家報(bào)告稱(chēng)在氟化鈥鋰（LiHoF4）中發(fā)現(xiàn)了一種全新相變，在該相變中，域出人意料地表現(xiàn)出量子力學(xué)特征，導(dǎo)致它們的性質(zhì)變得糾纏在一起（同時(shí)是黑色和白色）。 2kS]:4)T
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研究人員表示，著名的薛定諤貓現(xiàn)在有了“新皮毛”，因?yàn)樗麄冊(cè)贚iHoF4中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的量子相變，這種相變是以前不知道的。 @! g JOy
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通常，量子力學(xué)定律只適用于微觀粒子，而團(tuán)隊(duì)此次成功地觀察到了更大規(guī)模的量子糾纏效應(yīng)，即數(shù)千個(gè)原子。在非常低的溫度下，LiHoF4充當(dāng)鐵磁體，其中所有磁矩自發(fā)指向同一方向。如果施加一個(gè)與首選磁方向完全垂直的磁場(chǎng)，磁矩將改變方向，這就是所謂的波動(dòng)。磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，這些波動(dòng)就越強(qiáng)，直到最終鐵磁性在量子相變處完全消失。這導(dǎo)致相鄰磁矩的糾纏。 .7"]/9o B
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研究人員此次觀察了改變磁場(chǎng)的方向時(shí)會(huì)發(fā)生什么。他們發(fā)現(xiàn)，量子相變繼續(xù)發(fā)生，而以前認(rèn)為即使是最小的磁場(chǎng)傾斜也會(huì)立即抑制它。然而，在這些條件下，經(jīng)歷這些量子相變的不是單個(gè)磁矩，而是廣泛的磁區(qū)，即所謂的鐵磁疇。磁疇構(gòu)成指向同一方向的整個(gè)磁矩島。研究人員使用球形樣品進(jìn)行精密測(cè)量。這使他們能精確研究磁場(chǎng)方向微小變化時(shí)的行為。 ee0)%hc1t
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研究人員解釋說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)了一種全新類(lèi)型的量子相變，其中糾纏發(fā)生在數(shù)千個(gè)原子的規(guī)模上，而不僅僅是在幾個(gè)原子的縮影中。如果將磁疇想象成黑白圖案，那么新的相變會(huì)導(dǎo)致白色或黑色區(qū)域變得無(wú)限小，即形成量子圖案。 L-}6}5[
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