不列颠哥伦比亚省乔治王子城-当一个结构的各个组成部分相互排斥时，它如何保持在一起？ 

与国际研究人员团队合作，UNBC 物理学助理教授 Jean-Sébastien Bernier 博士最近回答了这个问题，证明固体化合物中存在这种奇特的高度激发的物质量子态。 

Bernier 与来自奥格斯堡、波恩、科隆、多特蒙德、德累斯顿和日内瓦的同事在著名期刊上发表了他们的研究结果自然。论文标题为排斥束缚磁振子的实验观察,周三发布。

“众所周知，吸引力可以形成稳定的束缚物体。例如，由带正电的原子核和带负电的电子组成的原子通过库仑相互作用束缚在一起，”伯尼尔解释道。 “相比之下，通过排斥力形成束缚物体似乎完全违反直觉。但是，如果复合物体处于高度激发状态并且无法降低其能量，则可能会发生这种情况。”

在他们的研究中，伯尼尔和合作者确定了一种化合物，其化学式为 BaCo₂V₂O₈，其中，令普遍惊讶的是，观察到奇异的排斥性束缚物体。这种化合物是相互作用自旋链的实现，是量子多体物理的范例模型。 

人们可以将电子自旋视为与外部磁场对齐的指南针指针的量子模拟。如果其中一个自旋的方向与链中其他自旋的方向相比发生翻转，就会实现磁振子，一种磁性准粒子激发。

研究人员使用太赫兹光波激发 BaCo 中的自旋₂V₂O₈创建相互排斥的磁振子并研究它们在高达 60 特斯拉的外加磁场中的动力学。他们的分析揭示了量子态的存在，其中两个甚至三个翻转的自旋通过排斥相互作用结合在一起。

“这项研究提供了第一个证据，表明可以在固态系统中观察到排斥束缚态，”伯尼尔说。 “在更复杂的量子系统中理解这些奇异状态并探索它们在量子信息应用中的潜力将在未来几年引起人们的极大兴趣。”