美國(guó)麻省理工學(xué)院9月17日發(fā)布新聞公告稱,該??茖W(xué)家第一次觀測(cè)到原子氣體具有強(qiáng)磁性,從而解答了長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論:氣體是否可以具有類似鐵或鎳磁體一樣的磁性。公告稱,此發(fā)現(xiàn)如經(jīng)證實(shí),將改寫(xiě)現(xiàn)行的物理教科書(shū)。
麻省理工學(xué)院的研究人員使用了鋰-6同位素。鋰-6含有3個(gè)質(zhì)子、3個(gè)中子與3個(gè)電子,屬于費(fèi)米子(半整數(shù)自旋粒子),具有與電子相似的特性,可用來(lái)模擬電子的行為。他們利用紅外線激光束捕獲超冷鋰原子氣團(tuán),將其冷卻到僅比絕對(duì)零度高億分之十五開(kāi)爾文。當(dāng)逐漸增加原子間斥力時(shí),研究人員觀察到的幾個(gè)現(xiàn)象表明氣體已經(jīng)變得具有強(qiáng)磁性。原子氣團(tuán)先是變大,然后突然收縮。當(dāng)原子從陷阱中釋放時(shí),它們突然急速擴(kuò)張。這些現(xiàn)象與磁性相位轉(zhuǎn)換的理論預(yù)測(cè)完全一致。
關(guān)于費(fèi)米子在氣態(tài)或液態(tài)情況下是否可能具有強(qiáng)磁性的問(wèn)題,科學(xué)界已爭(zhēng)論了數(shù)十年,而麻省理工學(xué)院的這項(xiàng)研究則給出了一個(gè)確切答案。該校物理學(xué)教授、研究小組負(fù)責(zé)人凱特勒表示,這一發(fā)現(xiàn)十分重要,將推進(jìn)人們對(duì)磁性這一物理現(xiàn)象的了解。而磁性材料對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、納米技術(shù)和醫(yī)療診斷都具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。
公告稱,如果此發(fā)現(xiàn)得到證實(shí),將改寫(xiě)物理教科書(shū)中關(guān)于磁性理論的描述,說(shuō)明費(fèi)米子氣體不需要晶狀結(jié)構(gòu)即可具有強(qiáng)磁性。麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授、另一位研究負(fù)責(zé)人斯科特?普理查德指出:“我們的證據(jù)很具有說(shuō)服力,但要完全證實(shí)(氣體具有強(qiáng)磁性)并不是一件輕而易舉的事。我們沒(méi)能觀測(cè)到原子指向區(qū)域的情況。這些原子開(kāi)始形成分子,可能會(huì)沒(méi)有足夠的時(shí)間調(diào)整自己?!?/P>
公告稱,該研究小組已開(kāi)始使用新技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步觀察。
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