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凝聚态磁性物资首现迪克协同效应

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来源: 作者: 2019-05-16 22:18:39

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上海大学曹世勋团队与美国莱斯大学科研人员等国际同行合作,在凝聚态磁性系统中发现了第一个迪克协同作用的实例。此前,迪克协同效应只在量子光学和冷原子等领域有研究。最新发现将有助于增进人们对磁现象的理解。8月24日,这项突破性成果发表于《科学》杂志。

据介绍,该成果以曹世勋团队成功制备并表征不同浓度稀土钇离子搀杂铁酸铒高质量单晶系列样品的物理性质实验研究拔丝地瓜的做法
为基础。通过实验与理论相结合的深入研究,科学家发现,固体中稀土铒离子自旋系综与铁离子磁振子间的协同耦合表现为真空拉比劈裂特性。

研究人员聚焦了该系列单晶样品在强磁场、极低温及不同搀杂浓度下的太赫兹波吸收谱,证实在外磁场下铒离子电子顺磁共振可与有序的铁离子自旋真空磁振子模式强烈耦合。这与标准的N原子腔量子电动力学实验可互相对应,铁离子和铒离子耦合率与稀土铒离子的浓度依赖关系满足迪克标度模型。

论文通讯作者曹世勋指出,由此可以得出铁离子和铒离子的交换耦合常数,为人们更加深入地理解3d-4f电子的磁耦合导致的新奇物理效应,如磁相变、磁电效应、电控磁振子、非线性自旋激起、重费米子物理等提供了重要的实验和理论证据。

专家表示,这是该领域近年来的重要发现之一,为利用量子光学中的概念和工具理解、控制和预言凝聚态物质中的新物相、新运用提供了一条新的途径。

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