量子自旋关联放大实现了铁磁金属原子级疲劳的宏观检测

结构疲劳失效account for most of 灾难性金属部件失效，年度导致数千起事故、数万例伤亡和全球经济损失约 1000 亿美元。当前检测方法难以识别以亚纳米原子位移和局部分子断裂为特征的早期疲劳损伤。本文提出一种基于金属键与磁相互作用基本关联的量子增强监控框架。通过磁激发金属结构中的量子自旋关联，我们建立了一种宏观量子自旋关联放大技术，用于可视化疲劳引起的磁通变化，这些变化对应于键强度的退化。我们的多尺度分析将疲劳寿命预测与量子力学参数（键合力常数、晶体轨道重叠 population）以及铁磁元素动力学相结合，实现了 unprecedented 的预测精度（$R^2>0.9$, $p<0.0001$）。在包含 193 件铁磁金属试件、3700 小时的综合疲劳试验中，这种量子磁信号始终在失效前提供了宏观断裂警告——这一突破性技术框架为关键基础设施的预防性疲劳减缓提供了第一个操作平台，为从事后分析转向量子启用预测维护开辟了新范式。