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科技日報訊 （記者張佳欣）據(jù)發(fā)表在最新一期《物理評論快報》上的論文，芬蘭阿爾托大學(xué)用有機分子設(shè)計了一種迄今最小的量子磁體，首次展示了真實空間測量中的色散三重子激發(fā)。這種量子磁體為探索復(fù)雜的量子多體現(xiàn)象提供了一個強大的平臺。
量子材料是由微觀水平上的電子之間的相互作用決定的。這些電子關(guān)聯(lián)導(dǎo)致了不尋常的現(xiàn)象，如高溫超導(dǎo)或復(fù)雜的磁態(tài)，而量子關(guān)聯(lián)則產(chǎn)生了新的電子態(tài)。在兩個電子的情況下，有兩個糾纏態(tài)，稱為單重態(tài)和三重態(tài)。給電子系統(tǒng)提供能量可激發(fā)它從單重態(tài)到三重態(tài)。在某些情況下，這種激發(fā)可以通過一種稱為三重子的糾纏波在材料中傳播。這些激發(fā)在傳統(tǒng)的磁性材料中是不存在的，而在量子材料中測量它們?nèi)匀皇且粋€挑戰(zhàn)。
在這項新研究中，該團隊使用小有機分子創(chuàng)造了一種具有不同尋常的磁性的人造量子材料。使用非常簡單的分子構(gòu)件，研究人員以一種前所未有的方式設(shè)計和探測這種復(fù)雜的量子磁體，揭示出在其獨立部分中沒有發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。研究證明，其構(gòu)件的單重態(tài)－三重態(tài)激發(fā)可作為三重子穿過分子網(wǎng)絡(luò)。
研究人員表示，他們證明了可在人造材料中創(chuàng)造一種奇特的量子磁激發(fā)。該團隊計劃將他們的方法擴展到更復(fù)雜的構(gòu)建塊，以設(shè)計其他奇異的磁激發(fā)和量子材料的排序。從簡單的成分進(jìn)行合理的設(shè)計不僅有助于理解相關(guān)電子系統(tǒng)的復(fù)雜物理學(xué)，而且還為設(shè)計量子材料建立新的平臺。
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