科技日?qǐng)?bào)北京4月5日電 （記者劉霞）據(jù)英國(guó)劍橋大學(xué)官方網(wǎng)站消息，英美兩國(guó)科學(xué)家首次在準(zhǔn)二維材料α-氯化釕（α-RuCl3）內(nèi)，觀察到一種新量子物態(tài)——量子自旋液體的“蛛絲馬跡”。研究人員表示，最新研究或有助于量子計(jì)算機(jī)的研制。

　　量子自旋液體是一種神秘的量子物質(zhì)形態(tài)，由物理學(xué)家菲爾·安德森于1973年提出。科學(xué)家們認(rèn)為，它隱藏在某些磁性物質(zhì)內(nèi)，但一直未能在自然界中觀測(cè)到。上海交通大學(xué)物理與天文系錢(qián)冬教授解釋稱，在二維量子自旋液體中，電子可以等效地“分裂”為其他準(zhǔn)粒子，其中一種被稱為馬約拉納費(fèi)米子的準(zhǔn)粒子或能促進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的研制。

　　在最新研究中，美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的阿勒比·班納吉和斯蒂芬·納格勒領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)使用中子散射技術(shù)，在擁有與石墨類似結(jié)構(gòu)的α-氯化釕內(nèi)，尋找到了量子自旋液體可能存在的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。他們用中子照射α-氯化釕粉末，對(duì)從樣品中沿不同角度穿透出來(lái)的中子進(jìn)行能量分析，獲得了特定的波紋狀圖案。

　　物理學(xué)家對(duì)普通磁性材料的中子散射圖案了如指掌，但包含馬約拉納費(fèi)米子的散射圖案是未解之謎。該研究團(tuán)隊(duì)成員之一、劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的約翰尼斯·諾爾和同事在2014年提出的理論結(jié)果和最新實(shí)驗(yàn)觀察吻合，由此提供了該準(zhǔn)二維材料內(nèi)量子自旋液體存在的重要證據(jù)。

　　另?yè)?jù)錢(qián)冬介紹，2012年，麻省理工學(xué)院的李揚(yáng)（音譯）曾在郝伯特史密斯晶體（herbertsmithite）中，采用中子散射技術(shù)發(fā)現(xiàn)了量子自旋液體存在的一些證據(jù)，但最終沒(méi)有確定，而最新研究首次在包含重元素的準(zhǔn)二維材料中發(fā)現(xiàn)量子自旋液體存在的證據(jù)。由于量子自旋液體的復(fù)雜性，最終100%確定可能還需要進(jìn)一步的理論和實(shí)驗(yàn)研究?？ㄎ牡显S實(shí)驗(yàn)室的德米特里·科夫瑞辛說(shuō)：“這種新的量子狀態(tài)是我們理解量子材料的重要一步，為我們提供了新的可能性?！?/p>

　　研究結(jié)果發(fā)表在《自然·材料》雜志上。

　　總編輯圈點(diǎn)

　　一片草皮，乍看只是一根根草的疊加，仔細(xì)翻檢，就能發(fā)現(xiàn)里面藏著許多生物；一塊α-氯化釕，似乎只是兩種原子的簡(jiǎn)單排列，用中子流去照射它就出現(xiàn)了奇怪的特征，科學(xué)家進(jìn)而確認(rèn)了全新的物質(zhì)形式。研究就是用極端的手段去拷問(wèn)自然，讓它吐露驚人的消息。