研究人员揭示新型物质形态

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科学家们制造了一种新型物质。 本周《物理评论快报》在线发表的研究结果描述了所谓的费米子凝聚体,它由接近绝对零度的气体中的原子对组成。其创造者希望它能在未来为室温超导体的设计提供信息。

1995年,数千个超冷原子占据相同的量子态并因此表现相同的玻色-爱因斯坦凝聚体的产生,获得了诺贝尔物理学奖。自那以后,世界各地的科学家一直在研究适当的后续工作,国家标准与技术研究院(NIST)和科罗拉多大学博尔德分校的埃里克·康奈尔(Eric Cornell)说,他是该奖项的三位获得者之一。现在,黛博拉·S·金(Deborah S. Jin)和她的同事(也在NIST和科罗拉多大学博尔德分校)取得了成功。通过将真空室内的钾原子冷却至50纳开尔文,并施加磁场和激光,研究人员诱导这些原子配对——这些原子通常会抵抗与任何邻居占据相同的量子态。一旦配对,原子对相似行为的厌恶就会减少,从而使该团队能够观察到凝聚。(上图中尖峰代表费米子凝聚体。)

这种耦合类似于超导体中看到的耦合,即当电子配对并在材料中无电阻地移动时。“我们费米子凝聚体中的配对强度,在质量和密度上进行调整后,将对应于室温超导体,”金指出。“这让我乐观地认为,我们通过费米子凝聚体学到的基本物理学最终将帮助其他人设计出更实用的超导材料。”

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