科学家发现“会发光”的新型量子态,可耐受太空辐射

浏览数:916    发布时间:2025/09/06 17:48:58

IT之家 9 月 2 日消息,美国加州大学欧文分校(UC Irvine)的科学家们发现了一种新型量子态,该量子态有望助力研发节能设备,且其抗辐射特性使其在太空任务中具有特殊价值。

该校研究人员发现了一种此前未知的量子物质状态。研究团队表示,这一发现或为研发可自我充电、且能承受深空探测极端环境的计算机铺平道路。

“这是一种新的物态,类似于水可以以液态、固态(冰)或气态(水蒸气)形式存在,”加州大学欧文分校物理学与天文学教授、《物理评论快报》新论文通讯作者路易斯・A・豪雷吉(Luis A. Jauregui)指出,“此前这一物态仅存在于理论预测中,直到现在才被我们首次观测到。”

据IT之家了解,这种物态的表现类似由电子及其反物质“空穴”构成的流体,电子与空穴会自发配对,形成名为“激子”的特殊结构。令人意外的是,电子与空穴会沿同一方向旋转。“这是一种全新的物质形态,”豪雷吉说,“如果能将其捧在手中,它会发出明亮的高频光。”

这种新物态是在加州大学欧文分校博士后研究员、该研究第一作者刘金玉(Jinyu Liu,音译)设计的材料中被探测到的。豪雷吉及其团队在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL),通过强磁场验证了该物态的存在。

为生成这种特殊的量子态,研究人员将一种名为“五碲化铪(hafnium pentatelluride)”的材料置于强度最高可达 70 特斯拉的强磁场中(作为对比,普通冰箱磁铁的磁场强度约为 0.1 特斯拉)。在这一条件下,该材料展现出向新型量子态转变的特性。

豪雷吉解释道,当团队施加磁场时,“材料的导电能力突然下降,这表明它已转变为这种特殊物态。这一发现意义重大,因为它或许能让信号通过‘自旋’而非电荷传递,为自旋电子学或量子设备等节能技术提供新方向。”

与电子设备中使用的传统材料不同,这种新型量子物质不会受到任何形式辐射的影响,使其成为太空探索的理想选择。

“这可能对太空任务有用,”豪雷吉表示,“如果想让太空中的计算机长期稳定运行,这一发现或许能提供解决方案。”

目前,SpaceX 等公司正计划开展载人火星飞行任务,要实现这一目标,就需要能承受长期辐射暴露的计算机设备。

“我们目前尚不清楚这一发现最终会带来哪些新可能,”豪雷吉说。

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