科學家首次觀測到原子氣體具有強磁性

美國麻省理工學院9月17日發布新聞公告稱，該校科學家第一次觀測到原子氣體具有強磁性，從而解答了長達數十年的學術爭論：氣體是否可以具有類似鐵或鎳磁體一樣的磁性。公告稱，此發現如經證實，將改寫現行的物理教科書。 　　麻省理工學院的研究人員使用了鋰-6同位素。鋰-6含有3個質子、3個中子與3個電子，屬于費米子（半整數自旋粒子），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，將其冷卻到僅比絕對零度高億分之十五開爾文。當逐漸增加原子間斥力時，研究人員觀察到的幾個現象表明氣體已經變得具有強磁性。原子氣團先是變大，然后突然收縮。當原子從陷阱中釋放時，它們突然急速擴張。這些現象與磁性相位轉換的理論預測完全一致。
　　關于費米子在氣態或液態情況下是否可能具有強磁性的問題，科學界已爭論了數十年，而麻省理工學院的這項研究則給出了一個確切答案。該校物理學教授、研究小組負責人凱特勒表示，這一發現十分重要，將推進人們對磁性這一物理現象的了解。而磁性材料對于數據存儲、納米技術和醫療診斷都具有十分重要的應用價值。
　　公告稱，如果此發現得到證實，將改寫物理教科書中關于磁性理論的描述，說明費米子氣體不需要晶狀結構即可具有強磁性。麻省理工學院物理學教授、另一位研究負責人斯科特·普理查德指出：“我們的證據很具有說服力，但要完全證實（氣體具有強磁性）并不是一件輕而易舉的事。我們沒能觀測到原子指向區域的情況。這些原子開始形成分子，可能會沒有足夠的時間調整自己。”
　　公告稱，該研究小組已開始使用新技術進行進一步觀察。