據(jù)近日發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上的論文，美國紐約市立學(xué)院發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新中心和物理系宣布，他們通過將光耦合到超薄二維磁體上，觀察到一種新型磁性準粒子。這一突破有望為材料科學(xué)帶來新策略，即通過材料與光的強烈相互作用來設(shè)計人工材料。
領(lǐng)導(dǎo)這項研究的紐約市立學(xué)院物理學(xué)家維諾德·M·梅農(nóng)說，要實現(xiàn)高效磁光效應(yīng)，用磁性材料結(jié)合他們的方法是一條有希望的途徑。高效磁光效應(yīng)可用于日常設(shè)備中，如激光或數(shù)字數(shù)據(jù)存儲。
研究論文主要作者弗洛里安·迪恩伯格博士認為，他們的工作揭示了光和磁性晶體之間的強烈相互作用，這是一個在很大程度上未被探索的領(lǐng)域。“近年來的研究產(chǎn)生了許多原子平面磁體，非常適合用我們的方法進行研究”。
科學(xué)家們長期以來一直預(yù)測，磁子可以相互作用并合并形成新的準粒子。他們利用散射的中子在實際材料中尋找這些多個磁振子的“束縛態(tài)”。
關(guān)于磁性準粒子的影響，科學(xué)家們預(yù)測，磁子之間的相互作用會產(chǎn)生3種新的磁子束縛態(tài)。盡管如此，科學(xué)家們還沒有在實際材料中看到超過兩個磁振子捆綁在一起。這種觀測的缺失使人們對3個磁子束縛態(tài)的存在產(chǎn)生了疑問。
在這項研究中，一種被稱為“氧化錳鈉”的材料代表了第一種反鐵磁性、矩排列的反平行材料，它擁有3個磁子束縛態(tài)。這表明這樣的準粒子足夠穩(wěn)定并可以形成。
此外，利用多個磁振子束縛態(tài)作為量子信息的載體對于未來的量子技術(shù)是必不可少的，本研究為研究這些新的準粒子的形成和性質(zhì)提供了一種模型材料。
未來，該團隊計劃擴大這些研究，以了解當量子材料被放入光腔時量子電動力學(xué)真空所起的作用。
德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的助理教授愛德華多·巴爾迪尼評論道：“我們的工作為研究穩(wěn)定熱力學(xué)平衡中沒有對應(yīng)物的新型量子相鋪平了道路?！?/p>
