研究先進材料的物理學家陸力知道，人們總是想知道他的研究能否帶來新技術。或者如何取得實際進展但有時他的發現是如此不尋常，其價值在於揭示宇宙到底有多麼奇怪。
與國際科學家團隊合作這導致李做出了這樣一個發現。最近已經描述過。 物理審查信–
“我想說它有很好的應用。但我的工作繼續推動這個夢想進一步發展，”密歇根大學物理學教授李說。 “但我們的發現仍然非常奇怪和令人興奮。”
量子振盪：當電子像彈簧一樣起作用時
這項研究的重點是一種稱為量子振蕩的奇怪效應。它得到了美國國家科學基金會和美國能源部的支持。在金屬中，當電子表現得像微小彈簧時，就會發生這些振動。它們響應磁場而振動。通過改變磁場的強度科學家可以調整這些“電子彈簧”的運動速度
然而，在過去的幾年裡，研究人員在絕緣體中發現了相同的量子振盪。這是一種不導電或不導熱的材料。這些啟示讓科學家們爭論這種效應是只發生在這些材料的表面還是位於它們的深處（稱為質譜法）。
在內容中尋找答案
如果振動源自表面，這對於一項潛在技術來說將特別令人興奮。該材料稱為拓撲絕緣體。它們在表面導電，而內部保持絕緣。人們正在研究它以用於新的電子、光學和量子設備。
為了探索這個謎團，李和他的合作者求助於國家磁場實驗室。它是世界上最強大的磁鐵的所在地。他們的實驗表明振動不僅僅是表面效應。但它來自大多數材料。
“我希望我知道該怎麼做。但現階段我們不知道，”李承認。 “我們現在擁有的是一個非凡現象的實驗證據。我們已經記錄了它。並希望在某個時候我們會知道如何使用它。”
全球合作，成果顯著
這項研究涉及來自美國和日本六個機構的十幾名科學家。以及來自密歇根大學的研究員陳寬文和研究生朱元、鄭國新、張德臣、陳亞倫和凱拉·詹金斯。
“多年來，科學家們一直在尋找有關這種新型絕緣體中載流子起源的基本問題的答案。它來自於某種笨重或有紋理的東西，來自內部或外部，”陳說。 “我們很高興能夠提供明確的證據，證明它是巨大且真實的。”
物理學中的“新二元性”
李將這一發現描述為他所謂的“科學發現”的一部分。 “新二元性” 物理學中最初的或“舊”二元性出現在一個世紀前，當時科學家們意識到光和物質既可以充當波也可以充當粒子。這一發現改變了物理學，並催生了太陽能電池和電子顯微鏡等技術。
李說，新的二元性涉及既可以充當導體又可以充當絕緣體的材料。他的團隊在能量高達 35 特斯拉的磁場中使用一種名為硼化鐿 (YbB12) 的化合物探索了這一想法，該磁場比醫院 MRI 機器內的磁場強約 35 倍。
“實際上，我們正在證明，我們對可用於電子設備的高導電錶面的天真想像是完全錯誤的，”李解釋道。 “所有化合物的行為都像金屬，儘管它們是絕緣體。”
解開“瘋狂金屬”之謎
不過，這種“類金屬”行為僅在極端磁性條件下才會出現。但這一發現提出了有關量子水平上材料行為的新問題。
“確認振盪很大且具有內在性是令人興奮的，”朱說。 “我們仍然不知道哪個中性粒子負責觀察。我們希望我們的發現能夠刺激進一步的實驗和理論工作。”
該項目得到了複雜適應事務研究所的額外支持。戈登和貝蒂摩爾基金會、日本學術振興會和日本科學技術振興機構
