研究發現全新物態“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現一種名為“量子液晶”的全新物質狀態，這將有助于設計出可應用在太空等極端環境中的新一代超高靈敏度量子磁傳感器。

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

研究人員在超高磁場環境下，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——“量子液晶”。

研究人員說，這一發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境中能發揮重要作用。