无序中寻找有序：科学家发现新的物质状态

▲ Cristiano Nisoli正在解释拓扑有序相。

物理学家发现了一种新的物质状态，与标准热力学理论相比，其结构顺序与量子力学更为一致。物理学家发现，在人工自旋冰中，其状态在某些阶段看起来是无序的，但实际上是以“拓扑”的形式有序存在的。洛斯阿拉莫斯国家实验室物理学家Cristiano Nisoli说：“我们的研究首次证实了，经典系统（如人工自旋冰）可以用于证明拓扑有序相。这在之前的研究中只能在量子条件下实现。”Nisoli领导的理论组与前伊利诺伊大学科学家Peter Schiffer领导的实验组共同完成了这一研究。

Nisoli谈到，物理学家们通常会在有序对称的基础上，将物质的相态划分为有序（如晶体）和无序（气体）。Schiffer则认为，他们的研究将为新相态的研究打开更为广阔的空间。在Nisoli等的新理论中，他们对Shakti自旋冰进行了研究。虽然自旋冰是基于理论设计而成的，但在实验中，其特殊的非均衡性质又将实验结论回归了理论。Schiffer在实验中发现，在连续淬灭条件下，随着温度降低，Shakti自旋冰并未进入低能态。整个系统似乎在以一种“顽强”的态度保持能态的稳定。Nisoli认为，这与著名的“二聚体覆盖模型”吻合。随后，Schiffer实验室的数据确证了存在拓扑电荷守恒导致的长时间激发。Nisoli说：“一般来讲，理论框架是由经典物理学向量子物理学推进。而拓扑有序却并非如此。”

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编译：雷鑫宇 责编：李雪

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发布媒体：好百科 作者：科技工作者之家