物理學家觀察到一種新磁性準粒子

據近日發表在《自然·納米技術》上的論文，美國紐約市立學院發現與創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帶來新策略，即通過材料與光的強烈相互作用來設計人工材料。

領導這項研究的紐約市立學院物理學家維諾德·M·梅農說，要實現高效磁光效應，用磁性材料結合他們的方法是一條有希望的途徑。高效磁光效應可用于日常設備中，如激光或數字數據存儲。

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域。“近年來的研究產生了許多原子平面磁體，非常適合用我們的方法進行研究”。

科學家們長期以來一直預測，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”。

關于磁性準粒子的影響，科學家們預測，磁子之間的相互作用會產生3種新的磁子束縛態。盡管如此，科學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個磁子束縛態的存在產生了疑問。

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。這表明這樣的準粒子足夠穩定并可以形成。

此外，利用多個磁振子束縛態作為量子信息的載體對于未來的量子技術是必不可少的，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真空所起的作用。