科學家半世紀以來首次觀測「近藤雲」量子現象

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香港城市大學(城大)物理學者在全球首次直接測量「近藤雲」中扮演重要角色,該理論提出逾五十年來首次得到證實。

物理學系助理教授Ivan Valerievich Borzenets博士參與的國際研究團隊,首次透過實驗成功觀測到近藤雲。這個理論在半世紀前已提出,至今才被觀察到。

Borzenets博士表示,這項凝聚態物理學的突破,有助深入了解多重摻雜系統如高溫超導體。高溫超導體可應用於儲能系統、醫療設備等範疇。

近藤雲指產生近藤效應的磁性雜質範圍。Borzenets博士及其團隊進行的實驗證明,近藤雲的大小或長度與近藤溫度有數學上的關係。

逾55年前,日本理論物理學家近藤淳博士首次提出該理論;如今理論獲得觀測確認,是相關研究領域的重要里程碑。

Borzenets博士解釋:「近藤溫度是近藤效應開始起作用的臨界溫度。」金屬的電阻會隨溫度下降而降低。不過,如果金屬摻有磁性雜質,則電阻先會下降;當溫度低於某個臨界值,電阻反而隨着溫度的進一步降低而增加。

Borzenets博士說:「我們希望這個發現能為理解多重摻雜系統,例如近藤晶格、自旋玻璃和高溫超導體帶來啟示。」相關研究結果在最新一期權威科學期刊《自然》上發表,題為「近藤篩選雲的觀察」,他是論文的第一作者。

研究團隊特別開發了一個新器件,在三年之中反復實驗,測得以微米計算的近藤雲長度。磁性雜質被關在直徑僅幾百納米、猶如「導電微區」的量子點裏。近藤雲被局限在一條一維長通道(干涉儀)中,研究團隊對雲作出操控,可檢測和控制其長度。

要分離與操控單一磁性雜質及單一近藤雲實非易事,如今借助該國際研究團隊製作的器件和量子力學的應用,終於成功。

除了Borzenets博士,參與這項研究計劃的研究人員包括:韓國科學技術院Shim Jeong-min博士Sim Heung-Sun教授、東京大學Jason C.H. Chen博士、德國波鴻魯爾大學Arne Ludwig博士Andreas D. Wieck教授、日本理化學研究所創發物性科學研究中心樽茶清悟教授山本倫久博士

編輯注意:

檔案名稱:Photo_01
圖片說明:Borzenets博士在全球首次直接測量近藤雲中扮演重要角色。

檔案名稱:Photo_02
圖片說明:觀測近藤雲的原理示意圖(圖片設計︰Shim Jeong-min博士)


新聞界查詢:城大傳訊及公關處蔡卓慧(電話:3442 9325或9787 7671)


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