天體物理的研究成果，讓量子材料實現了技術飛躍_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2020-01-06 17:14
編譯／朱明逸 審稿／阿淼 責編／唐林芳
美國哥倫比亞大學和加州大學聖地亞哥分校的研究人員宣佈，他們為量子物理學引入了一種新的“多信使”研究方法，這意味着科學家在探索量子材料的道路上實現了技術飛躍。
多信使納米探針的發明，讓科學家能夠在納米尺度的空間分辨率下，同時探測量子材料的多種特性。
當前，人們正在尋找新型材料來替代對電子半導體的依賴，而利用光來控制材料性能的手段，可以為下一代運算平台提供更好的功能、更快的速度、更大的靈活性以及更高的能源效率。
據美國“優睿科”網站近日消息稱，美國哥倫比亞大學（Columbia）和加州大學聖地亞哥分校（UCSD）的研究人員在《自然·材料》雜誌上發文宣佈，他們為量子物理學引入了一種新的“多信使”（multi-messenger）研究方法，這意味着科學家在探索量子材料的道路上實現了技術飛躍。
“多信使”天體物理學被用於研究遙遠宇宙中諸如黑洞合併等天文現象。
哥倫比亞大學物理學教授、能源前沿研究中心主任Dmitri Basov介紹道：“我們已經把這種技術從跨星系的規模縮小並應用到超微觀的領域。在配備了多模態納米科學工具之後，那些我們現在可以經常深入探究的領域，在5年前都還被認為是不可能的禁區。”
這一研究成果的靈感源自在過去十年中誕生的一項革命性技術——“多信使”天體物理學，它被用於研究遙遠宇宙中諸如黑洞合併等天文現象。在將紅外、光學、X射線和引力波望遠鏡等儀器的同步觀測結果整合起來時，就能生成比單個儀器之和規模更大的物理圖像。
一直以來，與量子材料相關的實驗論文的結果通常只會取自一種光譜學手段。現在，研究人員已經證明，綜合使用多種測量技術對於同時檢測電學和光學特性具有強大的威力。
這項研究揭示出，當科學家在超小尺度上調整量子材料所承受的物理壓力時，這些我們研究已久的材料會如何產生意料之外的新特性。
哥倫比亞大學博士後研究員A. S. McLeod解釋道：“用掃描探針來研究這些納米相材料，是比較常見的做法。但是，這是我們首次把光學納米探針與同步磁性納米成像技術相結合，而且整個過程都是在量子材料能夠展現其優點的極低温度下進行的。現在，通過多模態納米科學來研究量子材料，為我們開發設計量子材料的程序填補上了缺失的一環。”
期刊來源： 《自然·材料》
期刊編號： 1476-1122
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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-01/cu-aqb010220.php
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