「精確解是不可能了,但可以根據一些簡化的模型來進行研究。比如,研究hubbard模型後就會發現,在這些強關聯材料中,隨著電子間庫倫關聯的增強,體系會從金屬突然變成緣體,這就是所謂的‘莫特相變’。」
「這個什麼‘莫特相變’和今天學校裡發生的事有關係嗎?」陳松急迫地問道。
「當然有關。」孫元一終於正面回答了這個問題,「你們應該聽說了吧,太空站的控制系統發生了大規模的斷電現象,知道原因是什麼嗎?」
所有人都沒有說話,只是認真地看著孫元一。
「那正是因為這些體系中的導電材料發生了莫特相變,從金屬變成了絕緣體。你可以這麼理解,所有電路中的那些銅線啊、鋁線啊,通通變成了木頭,那這電路還能繼續執行嗎?」
「這怎麼可能?」文仔一臉的不可思議,「金屬導體怎麼會莫名其妙地發生這種相變呢?而且據我所知,造成金屬—絕緣體相變的原因有很多種,比如金屬中出現的雜質和缺陷,也可能導致其變成絕緣體。你憑什麼斷定是發生了莫特相變?」
「這是我剛從控制室的電路里隨便取出的一根導線,」孫元一晃了晃手中的銅線,「我用arpes測量了它的能譜,再結合動力學平均場理論估算了它的電子關聯強度。計算結果表明,其中的電子關聯強度遠超正常水平,由此證明,這種金屬—絕緣體相變極有可能是莫特相變。
「另外,還有另一個證據支援我的猜測。」孫元一用手指著論文上的一個圖,示意文仔看一下。文仔發現,那是某個材料的內部磁序的實空間分佈圖。從圖上可以明顯看到,在這種材料的內部,不同格點處的磁序是交替反向分佈著的。文仔知道,這種特殊的分佈在磁學裡叫作反鐵磁序。
「看到了吧?材料內部出現了反鐵磁序,這本是銅導線中絕不可能出現的。可是,研究強關聯體系讓我們知道,一旦體系中的關聯強度超過某個程度以後,體系中便會自動形成這種反鐵磁序。由此反推回去,不也是對我剛才所言的又一個印證嗎?」
文仔若有所思地看著論文,一時竟呆住了。在這突如其來的靜寂中,古河突然發問道:「那塊懸空的石碑,也是因為發生了這種相變?」
「不,不不!」孫元一連忙否認道,「形成了反鐵磁序的物體,從其整體來看,是因為內部磁序方向相反,互相抵消,所以宏觀上並沒有磁性。外面的石碑,當然也在其內部形成了磁序,但卻不是反鐵磁序,而是鐵磁序!這種情況下,每個原子上的磁序都沿著大致相同的方向,因此不會相互抵消,從宏觀上來看,它便具有了磁性。事實上,石碑和它下方的地面都發生了類似的變化,產生了鐵磁序。簡單來說,石碑和它下方的地面,可以看成是兩個同極相對的磁鐵——現在知道它為什麼能懸浮在空中了吧?」
古河突然想起衣櫃裡的懸浮音響。
「可是,那是石頭啊——怎麼就突然變成磁鐵了呢?」陳松還是覺得不敢相信。
「問得好!」孫元一突然用力拍了下桌子,「事實上,這所有的問題,都跟磁序息息相關。在有的物體裡,形成了反鐵磁序,從金屬變成了絕緣體;而有的物體則產生了鐵磁序,獲得了可以懸浮在空中的磁力。究其本質,到底是哪裡出了問題呢?」
文仔慢慢地抬起頭來,皺著眉頭看著孫元一,有些遲疑地說:「磁序跟電子的自旋排布有關,可是……在沒有外來因素影響的情況下,電子自旋的排布怎麼會突然改變了呢?」
孫元一哈哈大笑,就在古河等人感到莫名其妙的時候,笑聲卻戛然而止。他突然板起了臉,一字一句認真地說道:
「那是因為——那些電子都活過來了!」