一组独立的自旋链，可以传导热量并沿其长度自旋。红色的准粒子相互作用和碰撞形成一种奇怪的流体，KPZ普适性在很长的距离和时间内出现。资料来源:橡树岭国家实验室，美国能源部。
经典水动力学定律对于描述由许多粒子组成的系统(即多体系统)在达到局部平衡状态后的行为是非常有用的。这些定律用所谓的流体动力学方程来表示，这是一组描述水或其他流体运动的数学方程。
橡树岭国家实验室和加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的研究人员最近进行了一项研究， 探索 了量子海森堡自旋1/2链的流体动力学。他们发表在《自然物理》杂志上的论文表明，一维海森堡反铁磁体(即KCuF3)的自旋动力学可以用与所谓的kardari - paris - zhang普适类一致的动力学指数有效地描述。
“乔尔·摩尔和我认识多年，我们都对量子磁体感兴趣，因为我们可以在那里 探索 和测试物理学的新想法;我的兴趣是实验性的，而乔尔的兴趣是理论性的，”艾伦·坦南特，进行这项研究的研究人员之一，告诉Phys.org。“很长一段时间以来，我们都对量子系统中的温度感兴趣，这个领域最近出现了一些真正的新见解，但我们没有在任何项目上合作过。”
不久前，摩尔参观了橡树岭国家实验室，参与了该研究所量子科学中心的创建，他与坦南特分享了他的一些想法。他特别告诉了坦南特一个他正在 探索 的关于流体力学在量子自旋链中发展的非凡方式的迷人假设。
坦南特已经对二维和三维磁铁中流体动力学的出现进行了大量研究，他对摩尔的假说非常感兴趣。最终，他们决定在一个研究项目上合作 探索 这个新想法。
研究人员的测量是在一个高质量的氟化铜钾单晶体上进行的。中子从铜位的量子自旋中散射出来。然后分析散射，以提取沿链的自旋输运。资料来源:橡树岭国家实验室，美国能源部。
Tennant说:“我对流体力学感兴趣的原因是，我们的经典行为定律是如何从原子尺度上的量子相互作用演变成长度尺度的问题。”乔尔的关键观点是，在海森堡链的动力学中隐藏着大量的守恒定律，这意味着原子尺度上的量子效应在细观和微观尺度上都能感受到。我在旋转链上工作了几十年，认为我们已经对它们有了很好的了解，所以这是我非常渴望测试的东西，因为它带来了一个全新的视角。”
作为最近研究的一部分，来自加州大学伯克利分校摩尔研究小组的两位物理学家尼克·谢尔曼和马克西姆·杜邦进行了一系列模拟，旨在展示量子自旋链中的流体动力学。这些模拟揭示了一个不寻常的尺度形式的散射在一个区域的能量和波矢量的研究人员之前忽略。
“通过实验重现这些模拟似乎非常具有挑战性，但我知道还没有人在需要的条件下进行过实验，所以有可能发现一些有趣的东西，”坦南特说。
Tennant说:“我们需要一个非常好的分辨率，而Allen Scheie(为这个项目做了很多工作的博士后)和我都怀疑我们是否能看到我们希望观察到的效果。”“我们把这个实验当做一次测试，但很快就发现，很可能会出现预期的规模。”
橡树岭国家实验室用红杉仪器进行中子散射实验的散裂中子源鸟瞰图。资料来源:橡树岭国家实验室，美国能源部。
研究人员收集的数据必须仔细处理和处理，也要考虑到背景噪音或分辨率不高造成的影响。然而，最终，坦南特和他的同事清楚地观察到一个暗示他们预测的尺度变化的信号。
在他们的实验中，该团队将KCuF3加热，直到它成为一种密度很大、相互作用的量子准粒子气体。然后，通过将观测到的散射与磁关联联系起来，他们使用中子来探测物质如何在长距离和时间尺度上进行自旋。
Tennant说:“我们在一种量子材料中观察到了karda - paris - zhang的普遍行为，这种行为在广泛的非量子系统中很有名。”“这一观察证实了一个重要的假说，它将宏观行为的出现与原子尺度联系在一起。所涉及的物理是难以置信的复杂，所以显示出通用原理起作用，允许定量预测是很重要的。”
物理学家对量子材料中的热和自旋输运仍然知之甚少。然而，一些研究导致了这些系统中所谓的“奇怪流体”行为的意外观察。
坦南特和他的同事发现了这种不寻常行为的一个例子，可以用现有的物理理论来解释。在未来，他们使用的实验方法和技术也可以应用到其他材料上，这将最终拓宽目前对这些材料及其流体动力学的理解。
坦南特说:“我们现在正致力于利用磁场破坏导致卡尔达-巴黎-张行为的守恒定律，以 探索 其分解为常规弹道和扩散传输行为。”“我们也在研究具有更大量子数的材料，它们应该更经典。最后，我们将把实验方法应用到其他磁体上，比如自旋液体，这对于理解原子尺度相互作用中输运行为的出现是很重要的。”
中子+质子=原子核
原子核+电子=原子
中子 = 质子+电子+中微子
质子 ? 是合成粒子，属于费米子，有夸克组成
电子 ? 属于基本粒子，目前无法细分更小，属于轻子类
扩展资料
原子（atom）指化学反应不可再分的基本微粒，原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。原子由原子核和绕核运动的电子组成。原子构成一般物质的最小单位，称为元素。已知的元素有119种。 因此具有核式结构。
质子(proton)是一种带 1.6 × 10-19?库仑(C)正电荷的亚原子粒子，直径约 1.6~1.7×10?15?m ，质量是938百万电子伏特/c?(MeV/c?)，即1.672621637（83）×10-27千克，大约是电子质量的1836.5倍（电子的质量为9.10938215（45）×10-31千克），质子比中子稍轻（中子的质量为1.674927211（84）×10-27千克）。质子属于重子类，由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用下构成。原子核中质子数目决定其化学性质和它属于何种化学元素。
参考资料
原子（物理概念）_百度百科?
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