科學(xué)家首次觀測(cè)到原子氣體具有強(qiáng)磁性

美國麻省理工學(xué)院9月17日發(fā)布新聞公告稱，該校科學(xué)家第一次觀測(cè)到原子氣體具有強(qiáng)磁性，從而解答了長達(dá)數(shù)十年的學(xué)術(shù)爭論：氣體是否可以具有類似鐵或鎳磁體一樣的磁性。公告稱，此發(fā)現(xiàn)如經(jīng)證實(shí)，將改寫現(xiàn)行的物理教科書。 　　麻省理工學(xué)院的研究人員使用了鋰-6同位素。鋰-6含有3個(gè)質(zhì)子、3個(gè)中子與3個(gè)電子，屬于費(fèi)米子（半整數(shù)自旋粒子），具有與電子相似的特性，可用來模擬電子的行為。他們利用紅外線激光束捕獲超冷鋰原子氣團(tuán)，將其冷卻到僅比絕對(duì)零度高億分之十五開爾文。當(dāng)逐漸增加原子間斥力時(shí)，研究人員觀察到的幾個(gè)現(xiàn)象表明氣體已經(jīng)變得具有強(qiáng)磁性。原子氣團(tuán)先是變大，然后突然收縮。當(dāng)原子從陷阱中釋放時(shí)，它們突然急速擴(kuò)張。這些現(xiàn)象與磁性相位轉(zhuǎn)換的理論預(yù)測(cè)完全一致。
　　關(guān)于費(fèi)米子在氣態(tài)或液態(tài)情況下是否可能具有強(qiáng)磁性的問題，科學(xué)界已爭論了數(shù)十年，而麻省理工學(xué)院的這項(xiàng)研究則給出了一個(gè)確切答案。該校物理學(xué)教授、研究小組負(fù)責(zé)人凱特勒表示，這一發(fā)現(xiàn)十分重要，將推進(jìn)人們對(duì)磁性這一物理現(xiàn)象的了解。而磁性材料對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、納米技術(shù)和醫(yī)療診斷都具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　公告稱，如果此發(fā)現(xiàn)得到證實(shí)，將改寫物理教科書中關(guān)于磁性理論的描述，說明費(fèi)米子氣體不需要晶狀結(jié)構(gòu)即可具有強(qiáng)磁性。麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授、另一位研究負(fù)責(zé)人斯科特·普理查德指出：“我們的證據(jù)很具有說服力，但要完全證實(shí)（氣體具有強(qiáng)磁性）并不是一件輕而易舉的事。我們沒能觀測(cè)到原子指向區(qū)域的情況。這些原子開始形成分子，可能會(huì)沒有足夠的時(shí)間調(diào)整自己。”
　　公告稱，該研究小組已開始使用新技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步觀察。