Rice物理学家的RAMBO揭示了磁现象对量子模拟和传感有用
有时候事情有点不正常，但结果却恰恰是你需要的。
莱斯大学实验室发现的正铁氧体晶体有轻微的错位，就是这种情况。这些晶体无意中成为一项发现的基础，这一发现应该会与研究基于自旋电子学的量子技术的研究人员产生共鸣。
Rice的物理学家Junichiro Kono，校友Takuma Makihara和他们的合作者发现了一种正铁氧体材料，在这种情况下是氧化钇铁，放置在高磁场中显示出独特的可调谐的，在晶体中马子之间的超强相互作用。
正铁氧体是添加了一种或多种稀土元素的氧化铁晶体。
马格纳子是准粒子，幽灵般的结构，代表了晶格中电子自旋的集体激发。
其中一个与另一个的关系是发表在《自然通讯》杂志上的一项研究的基础。在这项研究中，Kono和他的团队描述了两个由反共振主导的magnons之间的一种不寻常的耦合，通过这种耦合，两个magnons同时获得或失去能量。
通常，当两个振荡器共振耦合时，一个以另一个为代价获得能量，节约了总能量，Kono说。
但在反共振(或反向旋转)耦合中，两个振荡器可以通过与量子真空的相互作用同时获得或失去能量，量子力学预测存在零点场。
可以把它想象成一个短暂的跷跷板，可以被迫在中间弯曲。
Makihara和北海道大学的Kenji Hayashida以及京都大学的物理学家Motoaki Bamba利用这一发现，通过理论表明耦合磁-磁系统基态中存在显著量子压缩的可能性。
Kono说，在压缩状态下，可以抑制与马格纳子相关的可测量量的涨落或噪声量，同时抑制另一个量增加的噪声量。“这与海森堡不确定性原理有关，在该原理中，一组变量是相关的，但如果你试图精确测量一个变量，你会丢失另一个变量的信息。如果你挤压其中一个，对另一个的不确定性就会增加。
“通常，为了创造一个量子压缩态，必须使用激光束强烈地驱动系统。但佐藤琢磨的体系在本质上受到了挤压;也就是说，它可以被描述为一个已经受到挤压的国家。”“这可能成为量子传感应用的一个有用平台。”
Makihara说，这种独特的状态是通过一个类似于磁共振成像的强磁场来实现的。磁场对原子的磁矩施加力矩，在这种情况下是正铁氧体的磁矩。这导致它们旋转(或进动)。
这需要一个强大的领域。河野实验室的rambos - Rice Advanced Magnet with Broadband optic -是与日本东北大学的物理学家Hiroyuki Nojiri共同开发的一种独特的光谱仪，它允许研究人员将冷却到接近绝对零度的材料暴露在高达30特斯拉的强磁场中，并结合超短激光脉冲。
“我们当时在说，‘我们可以通过兰博研究什么?在这个独特的区域里有什么新的物理现象?现在是斯坦福大学(Stanford University)研究生的牧原诚司(Makihara)说。“正铁氧体的磁子位移高达30特斯拉，频率在太赫兹范围内。最初的测量结果并不有趣。
“但后来我们得到了晶体(由上海大学物理学家曹世勋和他的团队培育)，它们的表面并不是完全平行的，”他说。“它们被剪成一个角度。有一天，我们以这样一个角度把晶体加载到磁铁上磁场不是沿着晶体轴的。
Makihara说:“我们原以为马努子的频率会随着磁场的变化而上升，但当它倾斜时，我们看到了一个小的差距。”“所以，在与Bamba教授讨论了这一发现后，我们明确要求晶体以不同的角度切割并测量这些角度，并看到了这种巨大程度的反交叉。这就是超强耦合的特征。”
研究人员指出，反共振总是存在于光物质和物质-物质相互作用中，但与占主导地位的共振相互作用相比是次要的。科诺实验室研究的正铁氧体并非如此。
将材料暴露在高磁场中，倾斜晶体相对于场泵出的反共振等于甚至超过共振。
如果引入额外的旋转磁场(例如圆偏振光)，进动力矩与与力矩一起旋转的场(同向旋转场)强烈相互作用，而它们与与力矩相反方向旋转的场(反向旋转场)弱相互作用。
在量子理论中，Bamba说，这些所谓的反向旋转的相互作用导致了奇异的相互作用，光和物质子系统可以同时获得或失去能量。磁矩和反向旋转场之间的相互作用被认为是反共振的，通常影响很小。然而，在Rice研究的物质-物质耦合系统中，反共振相互作用占主导地位。
“在一个系统中，同向旋转和反向旋转相互作用的强度通常是一个固定的常数，而同向旋转相互作用的影响总是支配着反向旋转相互作用的影响，”Kono说。“但这个系统是违反直觉的，因为有两种独立的耦合强度，它们难以置信地可通过晶体方向和磁场强度调节。我们可以创造一种新的情况，反向旋转项的影响比同向旋转项的影响更大。
他说:“在光物质系统中，当光和物质的频率相等时，它们会混合在一起形成一个极化子。”“在我们的例子中也发生了类似的事情，但这是在物质和物质之间。两个马格纳模式杂化。有一个长期存在的问题，当杂化程度变得如此之高，甚至超过共振能时会发生什么。
他说:“在这种状态下，由于反向旋转的相互作用，奇异现象预计会发生，包括压缩真空状态和相变到静态场自发出现的新状态。”“我们发现，我们可以通过调节磁场来达到这样的条件。”
这项新研究推进了科诺团队观察Dicke超辐射相变的努力，这种现象可以创造一种新的奇异物质状态，并导致量子存储和转导方面的进步。2018年，该实验室在物质-物质耦合中发现了一种很有前景的实现方法，并在《科学》杂志上发表了这一发现。
Kono说，这一发现还表明，磁场中的正铁氧体可以作为一个量子模拟器，这是一个简单且高度可调的量子系统，它代表了一个具有难以处理的相互作用粒子数量或实验上无法获得的参数的更复杂的系统。
他说，正铁氧体中的可调谐磁-磁耦合可用于洞察超强耦合光-物质混合基态的本质。
河野说，他们的发现也将促使人们寻找更多能显示这种效应的材料。“稀土正铁氧体是一个大家庭的材料，我们只研究了一种，”他说。
物理小故事
法拉第1791年9月22日生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲，挤出一切休息时刻贪婪地力图把他装订的一切书籍资料都从头读一遍。读后还临摹插图，工工整整地作读书笔记；用一些简单器皿照着书上进行实验，仔细观察和分析实验结果，把自己的阁楼变成...
谁能讲解一下电子管基础知识
半导体是19世纪末才发现的一种材料.当时人们并没有发现半导体的价值,也就没有注重半导体的研究.直到二次大战中,由于雷达技术的发展,半导体器件——微波矿石检波器的应用日趋成熟,在军事上发挥了重要作用,这才引起了人们对半导体的兴趣.许多科学家都投入到半导体的深入研究中.经过紧张的研究工作,美国物理学家肖克利、...
宇宙中微子探测器揭示“幽灵”粒子的线索
中微子质量之谜 中微子是自然界的基本粒子。它们不是构成原子的粒子之一。（那些是电子、质子和中子）中微子很少与普通物质相互作用，所以它们根本不会真正影响人类（当然，除非你碰巧是研究它们的粒子物理学家）。太阳产生大量的中微子，但在很大程度上，这些粒子像幽灵一样涌入地球。冰立方中微子天文台是一个...
为什么热水冷却的速度比凉水快?
大约在 1461 年,物理学家 Giovanni Marliani 在一个关于物体怎样冷却的辩论上,说他已经证实了热水比冷水更快结冰。他说他用了四盎司沸水,和四盎司未加热过的水,分别放在两个小容器内,置于一个寒冷冬天的屋外,发现沸水首先结冰。但他没能力解释此一现象 [4]。 到了十七世纪初,此现象似乎成为一种常识。1620 ...
谁知道德国乌尔姆这个城市怎么样?请介绍详细点 最好有图 谢谢啦_百度...
阿尔伯特·爱因斯坦,物理学家,1879年3月14日出生于乌尔姆 爱因斯坦 希德嘉德·内夫,德国演员,1925年12月28日出生于乌尔姆 克劳迪娅·罗特,德国绿党政治家,1955年5月15日出生于乌尔姆 约翰内斯·开普勒的鲁道尔夫星表是在乌尔姆印刷的 反纳粹的白玫瑰组织成员绍尔兄妹汉斯·绍尔和苏菲·绍尔是在乌尔姆长大的 马克·福斯特...
什么是冰河世纪?
冰河世纪（地质学名词）一般指冰期，是地球覆盖有大规模冰川的地质时期。一、简介：冰河世纪又称冰川时期。两次冰期之间唯一相对温暖时期，称为间冰期。地球历史上曾发生过多次冰期，最近一次是第四纪冰期。在各个地方，最后一次冰河时代时间有所不同。在北美洲，最后一次冰河时代被称为“威斯康星冰川作用”，...
求犹太人的名字
你好！从全人类来看，犹太人自称为“上帝的选民”，不是自大。从公元1901年到2006年共110多人获诺贝尔奖。占总获奖人数的17%强，而其人口仅1600万。犹太名人列表：大预言家《诸世纪》作者---诺查丹玛斯 现代物理学之父---爱因斯坦 匈牙利籍著名空气动力学,物理学家---冯.卡门---钱学森的老师 学者...
英语词尾 词根
compositor排版师,collector收藏家, instructor教员\/指导者 3、加“-ist ”\/ “-an”可表示“人”,这类词多数情况下表示事业有成就或较为特殊的人, 例: artist艺术家, scientist科学家, physicist 物理学家, journalist新闻记者 dentist 牙医, instrumentalist乐器演奏家\/ 乐器家, meteorologist气象学家 historian ...
地学前沿||《Geology》2021年第2期论文导读(上)
前人对Canary(加纳利)群岛中,La palma(拉帕尔马岛)岛上Cumbre Vieja(康伯利维亚火山)和Tenerife(特内里费岛)岛上Teide(泰德峰)的地热流体或气体样品中He同位素(He\/ 3 4 HeHe)组成的研究超过25年(Cumbre Vieja样品的He\/ 3 4 HeHe值为9.4 0.1R A ,Teide样品的He\/ 3 4 HeHe值为6.8 0.3R A ,R A 为大气...
为什么电荷只有一极(正极或负极),而磁场却有两极(N极和S极),有只有一...
以下内容摘自viki百科：磁单极子磁单极子是理论物理学弦理论中指一些仅带有北极或南极单一磁极的磁性物质，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。这种物质的存在性在科学界时有纷争，截至2008年尚未发现这种物体。可以说是21世纪物理学界重要的研究主题之一。英国物理学家保罗·狄拉克早在1931年利用数学...
韶屠苯磺：[答案] 英国物理学家牛顿提出了力学三大定律和万有引力定律,揭示了天上和地下一切物体运动的普遍规律,建立了经典力学体系. 故答案为:牛顿.
山阴县13043734146： 19世纪和20世纪之交物理学的三大发现是什么?有什么意义? - ？
韶屠苯磺： 20世纪三项最伟大的发现分别为:天然放射性的发现与电子和X射线的发现. 19世纪末20世纪初物理学的三大发现(X射线1896年、放射线1896年、电子1897年),其中电子的发现标志着现代物理学的产生. 19世纪末,阴极射线是物理学研究...
山阴县13043734146： 英国物理学家法拉第首先发现了()A.电磁感应现象B.通电导体在磁场中受到力的作用C.电流的磁效应D - ？
韶屠苯磺： 经过10年坚持不懈地努力,1831年8月,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象. 故选A.
山阴县13043734146： 英国物理学家伦琴发现了什么 - ？
韶屠苯磺： 答案:德国物理学家伦琴发现了伦琴射线(x射线) X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流,是波长介于紫外线和γ射线 之间的电磁辐射.其波长很短约介于0.01~100埃之间.由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现,故又称伦琴射线. 伦琴射线具有很高的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质,如墨纸、木料等.
山阴县13043734146： 英国物理学家 - --与英国化学家拉姆齐合作,发现了稀有气体---? - ？
韶屠苯磺： 英国物理学家 瑞利 与拉姆齐合作,发现了氩
山阴县13043734146： 英国物理学家 - -----提出了力学三大定律和万有引力定律,揭示了天上和地下一切物体运动的普遍规律,建立了 - ？
韶屠苯磺： 英国物理学家牛顿提出了力学三大定律和万有引力定律,揭示了天上和地下一切物体运动的普遍规律,建立了经典力学体系. 故答案为:牛顿.
山阴县13043734146： 1820年丹麦物理学家 - -----发现了电流的磁效应,英国物理学家法拉第经过10年的探索,在1831年发现了------ - ？
韶屠苯磺： (1)1820年丹麦物理学家奥斯特发现通电导线周围存在磁场,从而发现了电流的磁效应; (2)英国物理学家法拉第经过十年不懈地努力于1831年发现了电磁感应现象,利用电磁感应现象,人们发明了发电机. 故答案为:奥斯特;法拉第;发电机.
山阴县13043734146： 关于物理学史,下列说法中正确的是()A.1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念,并提出 - ？
韶屠苯磺： A、1837年英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念,并提出电场线来表示电场;故A正确;B、17世纪,伽利略通过他的理想实验提出,:力是改变物理运动状态的原因,不是牛顿提出的;故B错误;C、英国物理学家汤姆生发现了电子,但是密立根通过油滴实验精确测定了元电荷;故C错误;D、英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律,电磁感应定律,故D正确;故选:AD.
山阴县13043734146： 1820年4月,丹麦物理学家 - -----发现了“电生磁”现象;1831年,英国科学家法拉第又发现了------现象,实 - ？
韶屠苯磺： 由物理学史知道:丹麦的物理学家奥斯特发现通电导线周围存在着磁场,法拉第发现了电磁感应现象. 故答案为:奥斯特,电磁感应.
