FAPESP何塞·塔德乌·阿朗特斯 在外加磁场作用下量子相变的相图示意图“温度对外加磁场”
在(a)中，当外部磁场达到某一临界值时，量子临界点(浅蓝色)发生相变
在(B)中，假设的量子临界点显示为B = 0和T = 0(红色点)
红色梯度代表磁矩之间相互作用的作用
随着温度的降低，这种相互作用变得越来越重要
两个面板中的虚线表示过渡线(交叉线)
信用:FAPESP 经典相变受温度控制
最熟悉的例子之一是水从固体到液体再到气体的相变
然而，当温度接近绝对零度时，其他参数控制相变，包括压力、磁场和掺杂，这些参数会将无序引入材料的分子结构
在《科学报告》上发表的文章《揭示顺磁性相互作用的物理学》中，从理论的角度讨论了这个问题
该论文是在巴西里约热内卢圣保罗州立大学地球科学和精确科学研究所(IGCE-环境科学研究所)物理系教授、最后一位作者马里亚诺·德·苏扎的指导下，在实验室两位主要作者卢卡斯·斯奎兰特和伊斯·梅洛博士研究的背景下进行讨论的结果
其他合著者是罗伯特·尤金尼奥·拉戈斯·莫纳克和安东尼奥·卡洛斯·塞里多尼奥，他们也是联合国环境规划署的教授，哈里·尤金·斯坦利是波士顿大学(美国)的教授
这项研究得到了FAPESP圣保罗研究基金会的支持，该基金会向“探索强关联电子系统的热力学和输运性质”项目提供了资助，索萨是该项目的主要研究者
“在顺磁性材料中，总有一种微妙的多体贡献给系统的能量
这种贡献可以被认为是一个小的有效局部磁场
由于与热波动或外部磁场相关的能量相比，与之相关的能量非常少，因此通常会被忽略
然而，当温度和外部磁场接近零时，这种多体贡献变得很重要，”苏扎说
研究表明，由于多体相互作用，物质在低温下总是趋于有序
因此，非相互作用的自旋气体模型在现实世界中不会出现，因为系统中自旋之间的多体相互作用会产生秩序
“我们发现，在实际材料中，由于多体相互作用产生的剩余磁场的持续存在，在真正的零磁场中不存在发生量子相变的临界点
在更广泛的背景下，理想的玻色-爱因斯坦凝聚不能因为这种相互作用而获得，”苏扎说
一个玻色-爱因斯坦凝聚体，通常被称为“物质的第五状态”(其他的是固体、液体、气体和等离子体)，是一组被冷却到绝对零度以内的原子
当它们达到那个温度时，原子没有自由能相对于彼此移动，并进入相同的量子状态，表现为单个粒子
1924年，萨特延德拉·纳特·玻色(1894-1974)和阿尔伯特·爱因斯坦(1879-1955)首次从理论上预测和计算了玻色-爱因斯坦凝聚，但直到1995年，埃里克·阿
卡尔·康奈尔
威曼和沃夫冈·克特勒设法用超冷铷气体制造了一个，为此他们三人都获得了2001年诺贝尔物理学奖
“我们的研究表明，虽然非理想的玻色-爱因斯坦凝聚体可以通过实验获得，但凝聚的理想条件无法实现，因为它假设粒子不会感知或相互作用，而剩余相互作用总是会发生，即使在绝对零度附近，”索萨说
“另一个发现是物质可以通过这些相互作用被绝热磁化(没有热量损失或增加)
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
