2005年8月25日
对理论物理学家来说，预测金属化合物的磁性是一个非常困难的问题。虽然普通冰箱磁铁的特性并不是一个很大的谜，但某些材料表现出的磁性不符合现有的磁性理论。欧洲杯足球竞彩一种这样的材料激发了物理学家最近在理论上的突破加州大学圣克鲁斯分校．
在一篇发表于8月26日出版的《物理评论快报》杂志上,斯Shastry,加州大学的物理学教授,研究生1月一颗心去描述“动能反铁磁性,”一个新的机制金属磁性材料与特定类型的原子晶格结构。欧洲杯足球竞彩这篇论文解决了一个困扰理论物理学家数十年的问题。
“新材料趋欧洲杯足球竞彩向于推动理论进步，”Shastry说。金属磁性是理论物理学的一个真正的前沿领域，它在材料科学中有实际应用。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
超导体、磁性存储设备(如计算机硬盘驱动器)和其他应用领域中，金属磁性的理论进展可能发挥重要作用。
Shastry和Haerter对氧化钴钠不寻常的磁性行为感兴趣，这种材料于1997年首次被描述，近年来得到了深入研究。这种材料可以用不同数量的钠离子夹在氧化钴层之间制成。钴原子形成三角形晶格结构，导致“电子挫折”，这是指系统中的电子无法达到一种使总能量最小化的单一状态。
关于为什么某些金属是铁磁性的理论理解的一个里程碑——长冈-索利斯定理(Nagaoka-Thouless theorem)——是在20世纪60年代中期实现的，但它只适用于具有良好晶格结构的材料。欧洲杯足球竞彩这个令人沮丧的案件在过去40年里一直没有解决。
“这个问题一直是一个棘手的问题。我们能够取得一些进展，并得出了一个令人惊讶的结果。”
金属的磁性是由电子自旋的结构决定的。电子自旋是一种量子力学性质，可以是“上”也可以是“下”。在铁磁性金属中，电子自旋倾向于自发地沿同一方向排列。铁磁性解释了冰箱磁铁和日常生活中遇到的大多数其他磁性行为。
在反铁磁性中，自旋以一种规则的模式排列，与相邻的自旋指向相反的方向，或反平行。然而，对于生活在三角形晶格上的电子来说，这种配置是失败的，因为每个三角形中的三个电子中有两个必须具有相同的自旋。
“在物理学中，挫折是一件好事，因为它会产生有趣的特性。在自然界中有许多种失败的系统。
Haerter和Shastry所描述的三角形晶格中的反铁磁性，是由于当晶格中有一个“电子空穴”或电子未占据的位置时，电子运动的结果。他们使用了一种理论模型，使他们能够研究电子空穴周围的自旋结构，并发现该空穴被一个未受挫的六边形所包围，在这个六边形中，电子自旋以反铁磁模式交替。
“这个空穴可以被看作是一个移动的杂质，其周围的自旋倾向于反铁磁排列，”作者在论文中写道。
物理学家利用移动电子空穴的概念来简化对大量电子运动的分析。长冈-索利斯定理显示了在未受挫晶格上的单孔运动是如何导致铁磁性的。Haerter和Shastry指出，受挫晶格上的单孔运动导致弱反铁磁性。
“这很令人惊讶，因为电子的运动通常会导致铁磁性，”Shastry说。
氧化钴钠是最早发现的具有三角形晶格结构的金属化合物之一。晶格中电子空穴的密度随钠含量的变化而变化，这对材料的磁性有显著的影响。Haerter和Shastry的理论为这个不寻常系统的物理学提供了新的见解。