麻省理工學(xué)院(MIT)近日展示了一種全新磁性的存在，證實(shí)了早先的預言。在此之前，我們只知道兩種磁性：“鐵磁性”(Ferromagnetism)就是條形磁鐵、指南針里的磁性，幾個(gè)世紀前我們的祖先就了解它了，同性相斥異性相吸，內部所有原子的磁運動(dòng)或者磁性方向是相同的;“反鐵磁性”(Antiferromagnetism)，金屬和合金內部的磁場(chǎng)，原子磁運動(dòng)方向相反且互相抵消，從而可以有序地排列，硬盤(pán)磁頭就是基于這種原理的。
反鐵磁性的預言和發(fā)現讓Louis Neel、Clifford Shull分別在1970年、1994年贏(yíng)得了諾貝爾物理學(xué)獎，而后者就是MIT的一名教授。
而新發(fā)現的第三種磁性叫做“量子自旋液體”(Quantum Spin Liquid/QSL)，來(lái)自一種從礦物中提出的固態(tài)晶體“herbertsmithite”，但磁性卻很像液體里的分子，內部每個(gè)粒子的磁方向都是持續混亂的。
MIT物理學(xué)教授Young Lee指出：“我們證明了，磁性還有第三種基礎狀態(tài)。材料內部的磁方向毫無(wú)秩序，或者說(shuō)沒(méi)有固定的磁矩，但(粒子)之間有強烈的相互作用，而且因為量子效應，它們不會(huì )固定在某個(gè)的地方?！?BR> 雖然很難直接測量或者證實(shí)這種特殊磁性狀態(tài)，不過(guò)MIT聲稱(chēng)他們得到的是最強有力的實(shí)驗數據，完全可以將理論模型證明為現實(shí)物理系統。
普林斯頓大學(xué)教授Philip Anderson 1987年第一次提出了這種新的
磁性概念，認為它可能會(huì )和高溫超導體有關(guān)。Young Lee表示：“從那之后，物理學(xué)家就一直想得到這種狀態(tài)，但直到最近幾年我們才取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展?！?BR> Young Lee和他的同事花了十個(gè)月的時(shí)間，在去年成功得到了一塊足夠大、足夠純凈的herbertsmithite，然后就一直在鉆研它的屬性，并最終驗證了QSL磁性的存在，期間還使用了中子散射(neutron scattering)技術(shù)進(jìn)行測量。
接下來(lái)大家應該會(huì )問(wèn)，這種新的磁性會(huì )有什么用?前言物理理論轉換成實(shí)際應用成果往往需要很長(cháng)的時(shí)間，這次也不例外。研究人員指出，這一發(fā)現可能會(huì )帶來(lái)數據存儲(新型存儲器)、計算機通信(遠程量子纏繞)的重大突破，造就新型量子計算機，或者實(shí)現真正的高溫超導體——可在常溫而非零下200℃下工作的超導體。
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