第三十七章 太空站

火星孤儿 刘洋 第2页,共2页

“精确解是不可能了,但可以根据一些简化的模型来进行研究。比如,研究hubbard模型后就会发现,在这些强关联材料中,随着电子间库伦关联的增强,体系会从金属突然变成缘体,这就是所谓的‘莫特相变’。”

“这个什么‘莫特相变’和今天学校里发生的事有关系吗?”陈松急迫地问道。

“当然有关。”孙元一终于正面回答了这个问题,“你们应该听说了吧,太空站的控制系统发生了大规模的断电现象,知道原因是什么吗?”

所有人都没有说话,只是认真地看着孙元一。

“那正是因为这些体系中的导电材料发生了莫特相变,从金属变成了绝缘体。你可以这么理解,所有电路中的那些铜线啊、铝线啊,通通变成了木头,那这电路还能继续运行吗?”

“这怎么可能?”文仔一脸的不可思议,“金属导体怎么会莫名其妙地发生这种相变呢?而且据我所知,造成金属—绝缘体相变的原因有很多种,比如金属中出现的杂质和缺陷,也可能导致其变成绝缘体。你凭什么断定是发生了莫特相变?”

“这是我刚从控制室的电路里随便取出的一根导线,”孙元一晃了晃手中的铜线,“我用arpes测量了它的能谱,再结合动力学平均场理论估算了它的电子关联强度。计算结果表明,其中的电子关联强度远超正常水平,由此证明,这种金属—绝缘体相变极有可能是莫特相变。

“另外,还有另一个证据支持我的猜测。”孙元一用手指着论文上的一个图,示意文仔看一下。文仔发现,那是某个材料的内部磁序的实空间分布图。从图上可以明显看到,在这种材料的内部,不同格点处的磁序是交替反向分布着的。文仔知道,这种特殊的分布在磁学里叫作反铁磁序。

“看到了吧?材料内部出现了反铁磁序,这本是铜导线中绝不可能出现的。可是,研究强关联体系让我们知道,一旦体系中的关联强度超过某个程度以后,体系中便会自动形成这种反铁磁序。由此反推回去,不也是对我刚才所言的又一个印证吗?”

文仔若有所思地看着论文,一时竟呆住了。在这突如其来的静寂中,古河突然发问道:“那块悬空的石碑,也是因为发生了这种相变?”

“不,不不!”孙元一连忙否认道,“形成了反铁磁序的物体,从其整体来看,是因为内部磁序方向相反,互相抵消,所以宏观上并没有磁性。外面的石碑,当然也在其内部形成了磁序,但却不是反铁磁序,而是铁磁序!这种情况下,每个原子上的磁序都沿着大致相同的方向,因此不会相互抵消,从宏观上来看,它便具有了磁性。事实上,石碑和它下方的地面都发生了类似的变化,产生了铁磁序。简单来说,石碑和它下方的地面,可以看成是两个同极相对的磁铁——现在知道它为什么能悬浮在空中了吧?”

古河突然想起衣柜里的悬浮音响。

“可是,那是石头啊——怎么就突然变成磁铁了呢?”陈松还是觉得不敢相信。

“问得好!”孙元一突然用力拍了下桌子,“事实上,这所有的问题,都跟磁序息息相关。在有的物体里,形成了反铁磁序,从金属变成了绝缘体;而有的物体则产生了铁磁序,获得了可以悬浮在空中的磁力。究其本质,到底是哪里出了问题呢?”

文仔慢慢地抬起头来,皱着眉头看着孙元一,有些迟疑地说:“磁序跟电子的自旋排布有关,可是……在没有外来因素影响的情况下,电子自旋的排布怎么会突然改变了呢?”

孙元一哈哈大笑,就在古河等人感到莫名其妙的时候,笑声却戛然而止。他突然板起了脸,一字一句认真地说道:

“那是因为——那些电子都活过来了!”