更新时间：2024-06-20 00:54
液态自旋量子Herbertsmithite，这个词有两重含义，一是指矿物晶体-氯羟锌铜石，二是指第三种磁态-液态自旋量子。
液态自旋量子，英文为：Herbertsmithite。
Herbertsmithite这个词有两重含义：
一，是指中文名为：“氯羟锌铜石”的一种极其罕见的矿物晶体，该矿物具有第三种磁态-“液态自旋量子”特殊属性。这个矿物是英国矿物学家赫伯特·史密斯(Herbert Smith)在智利发现的，该矿物被以他的名字命名。氯羟锌铜石 的分子式：Cu3Zn(OH)6Cl2。
氯羟锌铜石出产地位于San Francisco Mine, Caracoles, Sierra Gorda District, Antofagasta Province, Antofagasta Region, Chile(智利，安托法加斯塔地区，安托法加斯塔省，圣弗朗西斯科矿)。该矿于1990年被关闭。
二，是指具有第三种磁性的“液态自旋量子”
因为氯羟锌铜石具有液态自旋量子这种非常特殊的物理属性，麻省理工学院(MIT)研究人员经过多年研究，从这种矿物里面提纯出了人工合成晶体，科学家相信这一成果将会给高温超导体和量子计算带来一场革命。
图1为Herbertsmithite氯羟锌铜石矿物晶体
图2为美国麻省理工学院提纯的长7毫米，重0.2克herbertsmithite纯晶体
美国麻省理工学院的研究人员发现了一种新物质，拥有第三种磁性状态。其研究证明存在这种被称之为“液态自旋量子”的新物质，这种新物质将改变电脑的数据存储方式。
液态自旋量子本身是一种被称之为“herbertsmithite”的矿物晶体，以矿物学家赫伯特·史密斯(Herbert Smith)的名字命名。1972年，史密斯在智利发现了这种矿物。
液态自旋量子又称为量子自旋液体、量子自旋液。
液态自旋量子是一种晶体，但它的磁态却呈液态。与其他两种磁性不同，液态自旋量子的单个粒子磁性取向始终处于变化之中，与真正液体中的分子运动类似。这种物质内部没有静态磁性取向。但粒子之间存在强烈的相互作用，由于量子效应，它们不会固定在某个地方。
麻省理工学院的物理学家在实验室合成的herbertsmithite纯晶体。这种物质拥有一种新物质态，也就是第三种磁性状态。这个晶体长7毫米，重0.2克，历时10个月合成。
发现量子自旋液体的材料来自一种固态晶体，不过其内部磁状态总是在不断变化的，当磁场方向的电子（磁矩）与附近电子互动的时候就会波动。但是研究所Young Lee指出“由于强烈的互动，加上量子效应， 它们常常无法锁定在一个空间内”，所以这些强烈的量子互动造成了远程的量子纠缠（量子缠结）。
铁磁性反铁磁性。人类对磁铁的认知历史相当遥远，古人已懂得利用地磁场的力量让罗盘为我们指引方向。在铁磁性方面，电子向同一个方向旋转，且导致了磁体的南北两极。对于反磁性而言，相邻的电子自旋呈相反的方向排列，导致其磁化率接近于零。铁磁性和反铁磁性可以同时被人们所使用，比如说硬盘里的磁力传感器。
预测这种现象让路易斯·奈耳在1970年获得诺贝尔物理学奖，发现这种现象是麻省理工学院的名誉教授克利福德·沙尔在1994年斩获诺奖。
1987年，著名理论学家菲利普·安德森首次提出存在第三种磁态。安德森指出这种状态可能与高温超导体有关。
早在1987年，专家们就开始探究液态自旋量子(QSL)是否存在，在麻省理工学院，研究者花费了十个月才得到一个微小的herbertsmithite 薄片。这是一种疑似QSL的物质，但从未被仔细的研究过。科学家利用中子散射(发射一束中子)这种物质后，才完全肯定 herbertsmithite 就是液态自旋量子。
2011年，麻省理工学院的物理学教授李杨(Young Lee，音译)和同事首次合成这种物质的一个大尺寸纯晶体，整个过程历时10个月。随后，他们一直对这种晶体的性质进行细致研究。绝大多数物质都拥有不连续的量子态，量子态的改变用整数表达，相比之下，液态自旋量子表现出碎片式的量子态。研究人员发现这种被称之为“自旋振子”的量子态能够形成一个连续体。
麻省理工学院的研究成果有助于改进数据存储或者通讯，可能的方式是利用一种被称之为“远距离缠结”的怪异量子现象。远距离缠结是指两个相隔很远的粒子能够同时影响彼此的状态。此外，这一研究成果也有助于研发高温超导体，让这一领域取得新进展。