科学家发现“会发光”的新型量子态，可耐受太空辐射

IT之家 9 月 2 日消息，美国加州大学欧文分校（UC Irvine）的科学家们发现了一种新型量子态，该量子态有望助力研发节能设备，且其抗辐射特性使其在太空任务中具有特殊价值。

该校研究人员发现了一种此前未知的量子物质状态。研究团队表示，这一发现或为研发可自我充电、且能承受深空探测极端环境的计算机铺平道路。

“这是一种新的物态，类似于水可以以液态、固态（冰）或气态（水蒸气）形式存在，”加州大学欧文分校物理学与天文学教授、《物理评论快报》新论文通讯作者路易斯・A・豪雷吉（Luis A. Jauregui）指出，“此前这一物态仅存在于理论预测中，直到现在才被我们首次观测到。”

据IT之家了解，这种物态的表现类似由电子及其反物质“空穴”构成的流体，电子与空穴会自发配对，形成名为“激子”的特殊结构。令人意外的是，电子与空穴会沿同一方向旋转。“这是一种全新的物质形态，”豪雷吉说，“如果能将其捧在手中，它会发出明亮的高频光。”

这种新物态是在加州大学欧文分校博士后研究员、该研究第一作者刘金玉（Jinyu Liu，音译）设计的材料中被探测到的。豪雷吉及其团队在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL），通过强磁场验证了该物态的存在。

为生成这种特殊的量子态，研究人员将一种名为“五碲化铪（hafnium pentatelluride）”的材料置于强度最高可达 70 特斯拉的强磁场中（作为对比，普通冰箱磁铁的磁场强度约为 0.1 特斯拉）。在这一条件下，该材料展现出向新型量子态转变的特性。

豪雷吉解释道，当团队施加磁场时，“材料的导电能力突然下降，这表明它已转变为这种特殊物态。这一发现意义重大，因为它或许能让信号通过‘自旋’而非电荷传递，为自旋电子学或量子设备等节能技术提供新方向。”

与电子设备中使用的传统材料不同，这种新型量子物质不会受到任何形式辐射的影响，使其成为太空探索的理想选择。

“这可能对太空任务有用，”豪雷吉表示，“如果想让太空中的计算机长期稳定运行，这一发现或许能提供解决方案。”

目前，SpaceX 等公司正计划开展载人火星飞行任务，要实现这一目标，就需要能承受长期辐射暴露的计算机设备。

“我们目前尚不清楚这一发现最终会带来哪些新可能，”豪雷吉说。