
【化】 quantum crystal
quanta; quantum
【計】 quantum
【化】 quantum
【醫】 quanta; quantum
crystal; crystalloid
【化】 crystal
【醫】 Crys.; crystal
量子晶體(Quantum Crystal)指在極低溫環境下,量子力學效應(如量子漲落、零點能)主導其物理行為的晶體。這類晶體中的原子或分子因量子不确定性無法被完全定域化,表現出經典晶體中不存在的特性,例如:
量子擴散與零點運動
原子即使在絕對零度附近仍存在顯著的零點運動(Zero-point motion),導緻晶格位置出現量子漲落。例如固态氦-4在低于1K時,原子位置的不确定性可達晶格常數的30%,形成量子固體(Quantum solid)。
超固态現象
部分量子晶體(如氦-3/氦-4混合物)可能呈現超固态(Supersolidity),即同時具備晶體有序性和超流體的無黏滞性。此狀态源于玻色-愛因斯坦凝聚與晶格耦合的量子效應。
漢英術語對照
Leggett, A. J. (1970). "Can a Solid Be 'Superfluid'?" Phys. Rev. Lett., 25(22): 1543. DOI鍊接
《凝聚态物理導論》第7章"量子晶體與低維系統"(高等教育出版社)
注:量子晶體的研究對理解高溫超導、拓撲量子計算等前沿領域具有重要理論價值,其非經典行為挑戰了傳統固體物理框架。
量子晶體是一種在量子力學效應主導下形成的特殊晶體結構,其性質不僅包含傳統晶體的有序排列特征,還涉及拓撲态、量子糾纏等量子特性。以下是詳細解釋:
量子晶體與傳統晶體的核心區别在于量子效應的顯著影響。傳統晶體(如、3所述)由原子/分子周期性排列構成,具有長程有序和各向異性。而量子晶體在此基礎上,其電子或準粒子的行為需用量子力學描述,并可能表現出拓撲非平庸态(即無法通過連續變形轉化為普通态的量子态)。
特性 | 傳統晶體 | 量子晶體 |
---|---|---|
主導效應 | 經典力學 | 量子力學 |
有序性 | 長程周期性排列 | 可能包含拓撲保護的全局有序 |
對外界擾動的響應 | 易受缺陷/溫度影響 | 拓撲态具有魯棒性 |
量子晶體是凝聚态物理的前沿領域,其研究結合了晶體學與量子拓撲理論,為探索新型量子材料提供了重要方向。如需進一步了解拓撲态分類或實驗方法,可參考的詳細章節。
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