阪大ら，重い電子が量子もつれ状態にあることを発見

大阪大学と広島大学は，重い電子系と呼ばれる物質群の一つであるセリウム・ロジウム・スズ合金（CeRhSn）の中で強く相互作用した電子が強い量子もつれ状態にあり，その寿命がプランキアン時間に従うことを初めて観測した（ニュースリリース）。

レアアース（希土類元素）は，身の回りにある強力な磁石であるネオジム磁石や高輝度な蛍光材料など，電子機器や自動車といった，現代社会を支えるデバイスに欠かせない材料となっている。

その性質は，希土類元素が内包する局在的な開殻4f電子の振る舞いに強く由来している。また，希土類化合物では，物質内部を伝導する電子の重さ（有効質量）が電子の静止質量と比べて数千倍にも増大する，重い電子が出現することが知られている。

この重い電子も，4f電子の局在性が近藤効果により伝導電子に移されることに由来している。このような物質系では，従来の理論で説明できない超伝導や巨大磁気応答などの興味深い量子臨界現象が現れるため，多くの研究者を魅了し盛んに研究されてきた。

量子臨界現象が現れる条件として，絶対零度近くの極低温まで近藤効果が発達し続けることで，非フェルミ液体状態が出現することが知られている。この非フェルミ液体状態では，重い電子の寿命が量子力学の不確定性原理に基づいたゆらぎである，プランキアン時間で制限されているという理論的な予測はあるものの，実験的には観測されていなかった。

Kelompok peneliti melakukan penelitian tentang keadaan elektronik cerium, rhodium, dan paduan timah (CeRhSn), yang keadaan cair non-Fermi muncul dari suhu yang relatif tinggi. Cerium adalah sejenis tanah jarang, dan senyawa yang mengandungnya secara historis telah menjadi subjek banyak penelitian sebagai tahap pembentukan elektron berat dan fenomena kritis kuantum.

今回CeRhSnの直入射反射率スペクトルを精密に測定し，そこから得られた光学伝導度スペクトルを解析したところ，非フェルミ液体状態が室温付近まで現れることがわかった。また，重い電子の寿命がプランキアン時間にほぼ一致していることがわかった。さらに，得られたスペクトルが一つの関数で説明できることもわかった。

研究グループは，これにより，新奇超伝導などの物性物理学に残された量子臨界現象への量子もつれの役割の解明が進むとともに，重い電子という新たな方法による量子コンピュータへつながることが期待されるとしている。