LEWIN乐玩 - 华中科技大学科研团队破解物理学难题，成果登上《Science

突破了常规物理学认知的华中科技大学科研团队，成功解决了一个困扰国际学术界长达20年的谜题：不带电的粒子在磁场中竟然能够发生偏转！北京时间10月23日，国家脉冲强磁场科学中心的最新研究成果发表于国际顶级学术期刊《科学》（Science）。这一成果围绕“不带电的声子在磁场中如何表现？”展开，证实了声子的独特行为。

大家耳熟能详的“霍尔效应”，是通过观察电流在磁场中发生偏转进而产生横向电压的一种现象。在绝缘体中，热运输主要依赖于“声子”，这种粒子是由于晶格振动而形成的电中性准粒子。按照传统理论，声子由于不带电，因此很难理解其为何会受磁场影响。从2005年首次观测到声子热霍尔效应以来，物理学界便陷入了对于这一现象源头的激烈争论：绝缘体中的热流在磁场下偏转，是因材料本身的内在机制，还是因杂质缺陷导致的假象？

为了解决这一难题，华中科技大学的李亮教授与朱增伟教授携手法国巴黎高等物理化工学院的卡姆兰·贝尼亚教授，依托其大科学装置进行深入研究。研究团队在强达55特斯拉的脉冲磁场下，针对蜂窝反铁磁绝缘体NiPS₃的多个单晶样品进行了细致的热力学测量。经过精密实验，团队获得了一系列关键发现： LEWIN乐玩

1. 在五个条件相似的样品中，热流偏转的程度差异竟达近十倍之多。 2. 热流偏转的大小与声子的平均自由程无关，却与材料的磁化特性密切相连。

这些结果清楚表明，热流偏转并非因杂质的随机散射所引起，而是材料固有的性质所造成。进一步的理论分析指出，材料内的磁振子与声子能带在多个位置发生交叉，并因为强耦合形成了新的杂化模式，使得本是电中性的声子获得了感应磁场的“能力”，进而就是发生了偏转。这一发现揭晓了声子热霍尔效应的内在起源，为霍尔效应的研究开辟了新的视野。

李亮教授指出：“量子霍尔效应的研究让我们认识到电子的拓扑量子态，而声子的霍尔效应则揭示了声子这些中性粒子同样拥抱着丰富的量子世界。”这项研究不仅促进了对声子与磁场相互作用的理论框架的重新审视，还标志着量子物理领域内一个全新的知识疆界的开拓。 LEWIN乐玩

科研团队的合影展示了他们的坚定与合作。此项研究的根基在于华中科技大学大学众多杰出的研究者，第一完成人为该校的博士生孟庆凯（现已毕业）和李小康副研究员，通信作者则包括李小康、朱增伟、李亮教授，及巴黎高等物理化工学院的卡姆兰·贝尼亚教授。