9 月 2 日消息,美國加州大學(xué)歐文分校(UC Irvine)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新型量子態(tài),該量子態(tài)有望助力研發(fā)節(jié)能設(shè)備,且其抗輻射特性使其在太空任務(wù)中具有特殊價(jià)值。
該校研究人員發(fā)現(xiàn)了一種此前未知的量子物質(zhì)狀態(tài)。研究團(tuán)隊(duì)表示,這一發(fā)現(xiàn)或?yàn)檠邪l(fā)可自我充電、且能承受深空探測(cè)極端環(huán)境的計(jì)算機(jī)鋪平道路。
“這是一種新的物態(tài),類似于水可以以液態(tài)、固態(tài)(冰)或氣態(tài)(水蒸氣)形式存在,”加州大學(xué)歐文分校物理學(xué)與天文學(xué)教授、《物理評(píng)論快報(bào)》新論文通訊作者路易斯?A?豪雷吉(Luis A. Jauregui)指出,“此前這一物態(tài)僅存在于理論預(yù)測(cè)中,直到現(xiàn)在才被我們首次觀測(cè)到?!?/p>
據(jù)IT之家了解,這種物態(tài)的表現(xiàn)類似由電子及其反物質(zhì)“空穴”構(gòu)成的流體,電子與空穴會(huì)自發(fā)配對(duì),形成名為“激子”的特殊結(jié)構(gòu)。令人意外的是,電子與空穴會(huì)沿同一方向旋轉(zhuǎn)?!斑@是一種全新的物質(zhì)形態(tài),”豪雷吉說,“如果能將其捧在手中,它會(huì)發(fā)出明亮的高頻光?!?/p>
這種新物態(tài)是在加州大學(xué)歐文分校博士后研究員、該研究第一作者劉金玉(Jinyu Liu,音譯)設(shè)計(jì)的材料中被探測(cè)到的。豪雷吉及其團(tuán)隊(duì)在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室(LANL),通過強(qiáng)磁場(chǎng)驗(yàn)證了該物態(tài)的存在。
為生成這種特殊的量子態(tài),研究人員將一種名為“五碲化鉿(hafnium pentatelluride)”的材料置于強(qiáng)度最高可達(dá) 70 特斯拉的強(qiáng)磁場(chǎng)中(作為對(duì)比,普通冰箱磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度約為 0.1 特斯拉)。在這一條件下,該材料展現(xiàn)出向新型量子態(tài)轉(zhuǎn)變的特性。
豪雷吉解釋道,當(dāng)團(tuán)隊(duì)施加磁場(chǎng)時(shí),“材料的導(dǎo)電能力突然下降,這表明它已轉(zhuǎn)變?yōu)檫@種特殊物態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)意義重大,因?yàn)樗蛟S能讓信號(hào)通過‘自旋’而非電荷傳遞,為自旋電子學(xué)或量子設(shè)備等節(jié)能技術(shù)提供新方向?!?/p>
與電子設(shè)備中使用的傳統(tǒng)材料不同,這種新型量子物質(zhì)不會(huì)受到任何形式輻射的影響,使其成為太空探索的理想選擇。
“這可能對(duì)太空任務(wù)有用,”豪雷吉表示,“如果想讓太空中的計(jì)算機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,這一發(fā)現(xiàn)或許能提供解決方案?!?/p>
目前,SpaceX 等公司正計(jì)劃開展載人火星飛行任務(wù),要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就需要能承受長(zhǎng)期輻射暴露的計(jì)算機(jī)設(shè)備。
“我們目前尚不清楚這一發(fā)現(xiàn)最終會(huì)帶來哪些新可能,”豪雷吉說。