在接近*零溫度的磁場(chǎng)中測(cè)量超導(dǎo)材料的性能非常困難，但是了解它們的量子特性是非常必要的*零多低呢？要低于0.05開(kāi)爾文（-272°C）。

美國(guó)能源部艾美斯實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家Ruslan Prozorov說(shuō)：“對(duì)于許多現(xiàn)代（量子）材料來(lái)說(shuō)，要正確研究其量子力學(xué)行為的詳細(xì)細(xì)節(jié)，你需要有足夠的耐心，研發(fā)出專門測(cè)量這些性能的、能實(shí)現(xiàn)超低溫的儀器�！�

Ames實(shí)驗(yàn)室的Prozorov和他的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種測(cè)量超導(dǎo)和磁性材料磁性的方法——材料在超低溫高磁場(chǎng)的環(huán)境中會(huì)表現(xiàn)出不尋常的量子行為。 該方法可用于研究量子臨界行為、超導(dǎo)機(jī)制、磁阻抗和材料中的相變，而且*初的許多實(shí)驗(yàn)都是在Ames實(shí)驗(yàn)室完成。

他們將隧道二極管諧振器(一種用于*測(cè)量磁性質(zhì)的射頻儀器)放入稀釋冰箱(一種能夠?qū)�樣品冷卻到毫米開(kāi)爾文溫度范圍的低溫設(shè)備)中。雖然以前已經(jīng)做到了這一點(diǎn)，但是以前的工作無(wú)法應(yīng)用大的靜態(tài)磁場(chǎng)，而靜態(tài)磁場(chǎng)對(duì)于量子材料的研究至關(guān)重要。

Prozorov的團(tuán)隊(duì)致力于克服維持高分辨率磁測(cè)量的技術(shù)難題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低至0.05 K的超低溫和高達(dá)14特斯拉的磁場(chǎng)。當(dāng)團(tuán)隊(duì)在洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)擁有了非常高的磁場(chǎng)（60T）電路。

Prozorov說(shuō)：“*次安裝稀釋冰箱時(shí)，大家開(kāi)玩笑說(shuō)，我們是愛(ài)荷華州溫度*低的實(shí)驗(yàn)室。但這么做并不是為了好玩，我們需要確定到底能達(dá)到多少的低溫，因?yàn)椴牧系脑S多不尋常量子特性只有在極低溫度下才能被發(fā)現(xiàn)。”

Prozorov的研究小組研究了幾種非傳統(tǒng)超導(dǎo)體中的配對(duì)對(duì)稱性，繪制了具有場(chǎng)致量子臨界行為系統(tǒng)的復(fù)雜相圖，*近，他們還發(fā)現(xiàn)了自旋冰系統(tǒng)的不尋常性質(zhì)。Prozorov說(shuō)：“如果沒(méi)有超低溫高磁場(chǎng)設(shè)備，這一切都不可能辦到�！�

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