量子材料首次测量电子自旋

一个国际研究小组首次成功 测量了物质中的电子自旋 ——即电子在“ kagome 材料”中生存和移动的空间曲率，这是一种新型 量子材料。

获得的结果——发表在 《自然物理学》上 ——可能会彻底改变未来研究量子材料的方式，为 量子技术的新发展打开大门，并可能应用于各种技术领域，从 可再生能源 到 生物医学，从 电子 到 量子计算机。

科学家的国际合作取得了成功， 物理和天文学系“Augusto Righi”教授 Domenico Di Sante参与了 博洛尼亚大学的 居里夫人 BITMAP 研究项目。CNR-IOM Trieste、Ca' Foscari 威尼斯大学、米兰大学、维尔茨堡大学(德国)、圣安德鲁斯大学(英国)、波士顿学院和圣巴巴拉大学()的同事也加入了他的行列。通过先进 的实验技术，使用 粒子加速器同步加速器产生的光， 并感谢

对物质行为进行建模的现代技术，学者们 首次能够测量电子自旋，这与拓扑学的概念有关 。

“如果我们拿两个物体，比如足球和甜甜圈，我们会注意到 它们的特定形状 决定了 不同的拓扑特性，例如因为甜甜圈有洞，而足球没有，” Domenico Di Sante 解释道。“同样，电子在材料中的行为受到某些量子特性的影响 ，这些特性决定了它们在发现它们的物质中的旋转，类似于宇宙中光的轨迹如何被恒星、黑洞、暗物质和暗能量的存在所改变，从而弯曲时间和空间。

”直到现在才能够直接测量这种“拓扑自旋”。为了实现这一点，研究人员利用了一种被称为“圆二色性”的特殊效应：一种只能与同步加速器源一起使用的特殊实验技术，它利用了材料 根据 其偏振 吸收不同的光。 学者们特别关注“可果美材料”

”，一类量子材料，因其类似于构成日本传统篮子(实际上称为“kagome”)的交织竹线编织而得名。这些材料正在彻底改变量子物理学，所获得的 结果可能帮助我们更多地了解它们特殊的磁性、拓扑和超导特性。

“由于 实验实践和理论分析之间的强大协同作用，这些重要的结果成为可能，” Di Sante补充道。“该团队的理论研究人员采用了 复杂的量子模拟 ，只有使用强大的超级计算机才有可能，并以这种方式将他们的实验同事引导到可以测量圆二色性效应的材料的特定区域 。 该研究以“双层kagome金属中的平带分离和稳健自旋浆果曲率”为题

发表 在 《自然物理学》上。该研究的第一作者是 博洛尼亚大学 “ Augusto Righi”物理与天文学系研究员Domenico Di Sante. 他与来自的里雅斯特 CNR-IOM、威尼斯 Ca' Foscari 大学、米兰大学、维尔茨堡大学(德国)、圣安德鲁斯大学(英国)、波士顿学院和德国大学的学者一起工作。圣巴巴拉()。