盡管大多數人已經了解物質的四種經典狀态（固、液、氣、等離子體），但荷蘭拉德堡德大學和瑞典烏普薩拉大學的物理學家們，已經發現了一種新的物質形态 ——“自感旋轉玻璃态”（self-induced spin glass）。當材料原子中的電子都朝相同方向旋轉時，通常會産生磁性。但在自旋玻璃态下，原子磁體是沿着随機方向無序旋轉的。
研究配圖 - 1：普通磁鐵與自旋玻璃态的區别（來自：Radboud University）
此前科學家們僅在某些合金中發現了“旋轉玻璃态”，但新研究發現這種狀态也自然存在于純钕（neodymium）金屬中。為将之與合金區分開來，科學家将這種新狀态稱作“自感旋轉玻璃态”。
鑒于钕因具有奇特的磁性而被人們所熟知，研究團隊決定使用掃描隧道顯微鏡（STM）對其進行檢查。
結果發現钕渦旋中的原子自旋更像是一個螺旋、甚至怪異到以不同的速度旋轉，意味着螺旋的形狀是不斷變化的。
論文作者 Daniel Wegner 表示，STM 使我們能夠看到單個原子結構，并且分辨出它的兩極。
盡管并不是一件容易的事情，但随着高精成像技術的進步，針對純钕自感旋轉玻璃态的深入研究，或許仍然有助于解決磁性結構中難以難以置信的微小變化。
研究配圖 - 2：Spin-Q glass（來自：Science）
研究團隊補充道，這項發現暗示純钕可能不是唯一具有自感旋轉玻璃态的物質，同樣的形态也可能隐藏在其它元素中。
至于新發現的潛在用途，研究人員認為可在未來人工智能系統、尤其是類似神經元的行為研究領域提供幫助。
有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《科學》（Science）期刊上。
原标題為《Self-induced spin glass state in elemental and crystalline neodymium》。
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