发现在没有磁场的情况下表现出巨霍尔效应的奇异金属

磁场能使电流偏转。在导电材料的情况下，这导致所谓的霍尔效应，这通常被用欧洲杯足球竞彩来量化磁场。

科学家们你维恩他与瑞士保罗谢勒研究所(Paul Scherrer Institute)、加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)和美国莱斯大学(Rice University)的研究人员合作，现在取得了一项令人着迷的发现:研究了一种由铈、钯和铋组成的奇异金属，发现这种材料在完全没有磁场的情况下会产生巨大的霍尔效应。

造成这种意想不到结果的原因是电子的奇怪性质:它们的行为就好像材料中存在磁单极子一样。这些发现已在科学杂志上发表PNAS．

垂直于电流的电压

电流流过金属片使电子从一边移动到另一边。靠近这条磁条的磁铁会对电子施加一个力，叫做洛伦兹力。

电子穿过金属条的路径从直线变为弯曲。因此，现在在带的一边比另一边存在更多的电子，这就形成了一个垂直于电流流动方向的电压。这被称为经典霍尔效应，多年来一直为人所知。

测量霍尔效应的强度是我们在实验室描述材料的方法之一。欧洲杯足球竞彩你可以从这样一个实验中了解到很多关于固态电子的行为．

Silke Bühler-Paschen，教授，维也纳工业大学固体物理研究所

在研究Ce_3.Bi₄Pd_3.在Bühler-Paschen的研究小组里，萨米·扎萨博(Sami Dzsaber)正以极其严肃的态度完成他的论文，并在没有磁场的情况下进行了测量。”实际上，这是一个不同寻常的想法，但在这个案例中，这是决定性的一步Silke Bühler-Paschen补充道。

测量结果表明，即使在没有外部磁场的情况下，这种材料也表现出霍尔效应——不仅是通常的霍尔效应，而且是巨大的霍尔效应。在普通材料的情况下，只有巨大的电磁线圈才能产欧洲杯足球竞彩生如此巨大的霍尔效应。

”所以我们不得不回答另一个问题Silke Bühler Paschen指出。”如果霍尔效应在没有外部磁场的情况下发生，我们是否可能是在材料内部发生在微观尺度上的、但在外部再也感觉不到的极其强烈的局部磁场?”

因此，在瑞士的保罗谢勒研究所进行了测试:研究人员使用μ子——非常适合检查磁性现象的基本粒子——来更仔细地研究这种物质。欧洲杯猜球平台然而，人们发现即使在微观尺度上也无法观察到磁场。

”如果没有磁场，那么也就没有能作用于材料中的电子的洛伦兹力——然而，霍尔效应被测量出来了。这真的很了不起Silke Bühler-Paschen补充道。

对称是最重要的

可以用电子之间的复杂相互作用来解释这一奇怪现象。

这种材料的原子是根据非常特殊的对称性排列的，这些对称性决定了所谓的色散关系——即电子的能量和它们的动量之间的关系。色散关系告诉我们，当电子具有一定能量时，它的运动速度有多快．

Silke Bühler-Paschen，教授，维也纳工业大学固体物理研究所

”同样重要的是，你不能单独观察电子，它们之间有很强的量子力学相互作用,”她继续说道。

如此复杂的相互作用导致了一种现象，从数学上看，似乎材料中存在磁单极——即孤立的北极和南极，而在自然界中并不存在这种现象。”但它实际上有一个非常强的磁场对电子运动的影响”,表示Buhler-Paschen。

尽管科学家们已经在理论上预测了简单材料的这种效应，但到目前为止还没有得到证实。欧洲杯足球竞彩这种进步是通过对一种新型材料的测试实现的:欧洲杯足球竞彩我们的材料的化学成分是Ce_3.Bi₄Pd_3.电子之间的相互作用特别强,”她解释说。

”这就是所谓的近藤效应。它使这些假想的磁单极子具有正确的能量，从而极大地影响材料中的传导电子。这就是为什么这种影响比理论上预测的要大一千多倍的原因说:“Buhler-Paschen

新的大质量自发霍尔效应对下一代量子技术有一定的前景。例如，在这种磁场中，在没有外部磁场的情况下产生完全依赖方向的散射的非互易元素是至关重要的;它们可以通过这种效果来实现。

材料的极端非线性行为也引起了人们极大的兴趣。固体中复杂的多粒子现象带来了意想不到的应用可能性，这一事实使这一领域的研究特别令人兴奋．

Silke Bühler-Paschen，教授，维也纳工业大学固体物理研究所

期刊引用:

Dzsaber、S。等．(2021)非磁性Weyl-Kondo半金属中的巨大自发霍尔效应。美国国家科学院院刊欧洲杯线上买球．doi.org/10.1073/pnas.2013386118．

来源:https://www.tuwien.at/en/