BaCuSi$_{2}$O$_{6}$ 中磁振子的玻色-爱因斯坦凝聚：实验视角

汉紫是一种最早在中国古代获得的颜料，是已知最早的人工合成颜料之一。它也可以天然存在，作为一种矿物，被称为 colinowensite (Cwn)。其化学式为 BaCuSi$_{2}$O$_{6}$，其结构是一种层状环硅酸盐，其中磁性 Cu$^{2+}$ 离子（S = 1/2）在方形晶格上形成二聚体，使其也成为第一种已知的合成金属二聚体化合物。最有趣的磁性源于强的二聚体内自旋耦合，以及 Cu 二聚体层内和层间较弱的二聚体间相互作用。在零场或小磁场下，BaCuSi$_{2}$O$_{6}$ 保持为量子顺磁体。然而，在 23 到 49 特斯拉之间的高磁场下——大约是地球磁场的百万倍——它在亚液氦温度下经历磁有序，进入一个近乎理想的易平面（XY）反铁磁态，被认为是磁振子玻色-爱因斯坦凝聚的实现。在这个实验可及的磁场范围内，BaCuSi$_{2}$O$_{6}$ 是测试量子多体物理预测的绝佳平台。