據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)12月19日（北京時(shí)間）報(bào)道，西班牙卡特蘭納米技術(shù)研究院研究人員稱，他們?cè)谝豁?xiàng)最新發(fā)現(xiàn)中首次觀察到了磁振子拖曳。這一發(fā)現(xiàn)結(jié)束了科學(xué)家50年來追尋獨(dú)立熱電效應(yīng)的歷程，對(duì)研究能量轉(zhuǎn)化應(yīng)用、開發(fā)自旋信息傳輸新途徑也具有重要意義。相關(guān)論文發(fā)表在12月18日《自然?材料學(xué)》雜志網(wǎng)站上。

      熱電效應(yīng)能幫助人們?cè)诩{米尺度管理熱量，利用熱量流動(dòng)來操控自旋信息。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，自旋電子學(xué)中的熱電效應(yīng)越來越受到人們關(guān)注。上世紀(jì)50年代首次發(fā)現(xiàn)熱電效應(yīng)，在固體中，當(dāng)電子經(jīng)過原子，其電荷就會(huì)改變附近的晶格結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生波動(dòng)；反過來，晶格波動(dòng)也會(huì)影響電子運(yùn)動(dòng)，就像海浪推動(dòng)一個(gè)沖浪運(yùn)動(dòng)員在滑行。這種相互作用導(dǎo)致的熱電效應(yīng)其實(shí)是一種聲子拖曳效應(yīng)。此后不久，科學(xué)家預(yù)言在磁性材料中也存在類似現(xiàn)象：磁振子拖曳。

      在鐵磁體中，自旋保持著平行的方向。如果發(fā)生了紊亂，就會(huì)產(chǎn)生自旋波影響電子運(yùn)動(dòng)，因此磁振子流（自旋波量子）也會(huì)拖動(dòng)電子。研究人員解釋說，盡管這和聲子拖曳很相似，但要觀察磁振子拖曳卻非常困難。主要原因是聲子拖曳太顯著，把磁振子拖曳和聲子拖曳區(qū)別開非常困難。多年來，科學(xué)家只報(bào)道過一些間接證據(jù)。

      為此，研究人員設(shè)計(jì)了一種特殊設(shè)備來分開磁振子拖曳和其他熱電效應(yīng)。這種設(shè)備類似一種溫差電堆，在冷熱源之間以熱并聯(lián)電串連的方式排布大量成對(duì)的鐵磁線，通過控制成對(duì)鐵磁線中的磁方向，來分離電子和聲子拖曳的熱電效應(yīng)，獨(dú)立研究磁振子拖曳。

      論文指出，檢測(cè)結(jié)果作為溫度的函數(shù)，顯示出磁振子拖曳效應(yīng)服從磁振子和聲子總體變化。這一信息對(duì)理解電子?磁振子相互作用、磁振子動(dòng)力學(xué)和熱自旋傳輸?shù)奈锢頇C(jī)制非常關(guān)鍵。

    總編輯圈點(diǎn)

    科學(xué)研究常被人冠名以“有錢有閑”的愛好。50年前人們對(duì)于磁振子拖曳研究的評(píng)價(jià)興許也與此類似。如今，隨著納米材料研究向應(yīng)用領(lǐng)域的推進(jìn)，熱電效應(yīng)和磁振子拖曳成為在納米尺度控制熱量產(chǎn)生和傳輸?shù)闹匾ぞ?。從這個(gè)角度看，美國科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)真是恰逢其時(shí)。所以不必對(duì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)和描述世界規(guī)律的追求目標(biāo)感到虛無縹緲。因?yàn)闆]了這“有錢有閑”的愛好，再美好的設(shè)想也只能停留在科幻小說中。