科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

美國(guó)加州大學(xué)爾灣分?？茖W(xué)家在新一期《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表一項(xiàng)研究成果：他們?cè)谖屙诨x材料中發(fā)現(xiàn)了一種全新的量子物質(zhì)狀態(tài)——自旋三重態(tài)激子絕緣態(tài)。這種近乎零能耗且抗輻射的奇異物質(zhì)狀態(tài)，或?qū)樯羁沼?jì)算技術(shù)帶來(lái)革命性變革，甚至開(kāi)啟“自充電計(jì)算機(jī)”新紀(jì)元。

這種新物質(zhì)狀態(tài)本質(zhì)上是一種由電子和空穴自發(fā)耦合形成的“激子液體”?？昭ú⒎钦鎸?shí)粒子，而是電子受激發(fā)躍遷后留下的能量空位。在特殊條件下，電子與空穴如同默契的舞伴，以相同方向同步旋轉(zhuǎn)，形成這種獨(dú)特的量子凝聚態(tài)。

此次發(fā)現(xiàn)源于極端實(shí)驗(yàn)條件。在洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，研究團(tuán)隊(duì)在施加了70特斯拉強(qiáng)磁場(chǎng)（比普通冰箱磁鐵強(qiáng)700倍）后，發(fā)現(xiàn)五碲化鉿導(dǎo)電性驟降。這并非系統(tǒng)崩潰的跡象，而是量子世界發(fā)出的暗語(yǔ)，暗示著新物質(zhì)狀態(tài)的誕生。

研究顯示，此時(shí)該材料幾乎停止傳導(dǎo)電流，但并非死寂一片，而是在內(nèi)部形成了一種前所未有的量子協(xié)同。而且，這種物質(zhì)不僅能發(fā)射強(qiáng)高頻光，更展現(xiàn)出驚人的抗輻射特性，堪稱太空探索領(lǐng)域的理想材料，有望催生能夠抵御太空輻射的計(jì)算機(jī)。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這一進(jìn)展非常重要，因?yàn)樗赡茴A(yù)示著未來(lái)的電子設(shè)備或可通過(guò)電子自旋而非電荷傳遞信號(hào)，為開(kāi)發(fā)出基于自旋的電子或量子器件和其他節(jié)能技術(shù)開(kāi)辟了新途徑。更令人興奮的是，這種材料還有可能實(shí)現(xiàn)“自充電”功能，因?yàn)槠鋬?nèi)部的激子相態(tài)擁有特殊性質(zhì)，設(shè)備或許無(wú)需外部電源即可維持運(yùn)行，對(duì)各種長(zhǎng)期任務(wù)來(lái)說(shuō)都是一大突破。