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轻物质相互作用的新材料

  • 科学
  • 2020-06-28 08:35:59
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洛桑联邦理工学院的科学家已经将一种新材料与光结合到了单个光子的水平​​。这项成就为更好地控制和理解量子相关系统的性质开辟了前景,而理论上的计算是困难的。

物理学家将大量材料称为“强相关”,包括具有异常电子和磁性特性的绝缘体和电子材料,甚至中子星中的中子。它们的特性是由于它们的成分之间相互作用非常强的事实:新特征出现在集体级别,而孤立的粒子中不存在。

高关联材料的独特属性通常在技术上有用,因此可用于超导磁体和磁存储技术,也可用于新兴的“量子技术”。

现在,由EPFL物理研究所的Jean-Philippe Brantut领导的科学家发现了第一种复杂的,高度相关的材料,其成分与单光子级的光紧密耦合。这种材料被研究人员称为“费米气体”,基本上是一种中性原子的气体,其冷却后非常接近于绝对零。在那里,与电子或中子相比,属于同一粒子家族的原子显示出相似的强相关效应。

通过将这种费米气体置于两个高反射率的光学反射镜(一个“光箱”)之间,研究人员发现与光的相互作用可以变得空前强大。Brantut说:“我们现在将使用它来更好地控制和理解量子相关系统的特性,而理论计算很困难。”相反,这可能允许将强相关物质进一步用于量子技术应用中,其中与光的接口是先决条件。”

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