南京大学物理学家揭示原子回旋运动的磁印记 | Physical Review Letters
在硅、金刚石这类晶体固体中，热量通常由声子传递（声子即沿晶体晶格传播的原子振动）。在包括磁性体系在内的部分晶体中，这类声子可做圆周运动，由此获得角动量，这类声子被称为手性声子。越来越多的研究证据显示，手性声子可以揭示固体材料中原子振动与磁行为之间此前未被检测到的潜在关联。
在这项最新研究中，南京大学研究人员携手国际合作者，通过中子散射测量手性声子的磁特征，首次实现了对手性声子的直接动量分辨观测。团队研究成果发表于Physical Review Letters。他们的研究表明，中子谱学可以绘制声子在整个材料中的运动与相互作用模式；传统光学方法由于通常仅开展单点观测，因而无法实现这一点。
这种全新的谱学应用证实，手性声子可以与材料的磁结构、以及磁振子等其他准粒子发生相互作用。这种相互作用产生可测量的磁响应，明确表明晶格振动可以携带角动量和声子磁矩，而该特性此前一直难以直接观测。
上述研究结果不仅呈现了晶格运动与磁性之间一种新近观测到的相互作用，也证明中子散射是研究该相互作用的一大利器。在全动量空间直接探测手性声子的能力，或将推动声子霍尔效应、动态多铁性等现象的研究进展；在这些现象中，热、运动和磁性存在紧密关联。
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