東京大學的一個研究小組與物理和化學研究所合作，在世界上首次發現了價態的量子相變和相關的量子臨界現象。
物質狀態的變化，就像水變成冰或水蒸氣一樣，稱為相變。水的液-氣相變在常壓下100℃發生，但加壓時相變溫度升高，成為在一定的高溫高壓條件下無法區分液體和氣體的超臨界流體。由於超臨界流體兼具氣體擴散性和液體溶解性，因此在工業領域得到廣泛應用。
與水的相變等溫度變化引起的相變不同，壓力或磁場在絕對零處發生變化時的相變稱為量子相變。多年來，人們一直很感興趣，量子相變前後的臨界漲落會產生什麼樣的性質，但很難通過使水等流體絕對為零來引起量子相變。
因此，在本研究中，我們重點關注物質中離子的電子數（價數）發生變化的相變，作為具有與超臨界流體相似的性質並能夠進行量子相變的候選物。我們利用在具有隨壓力波動價數的特性的鐿化合物中添加少量鐵產生類似於壓力的效果這一事實，成功地觀察到了價數急劇變化的交叉。
在化合價交叉的同時，我們發現了一種異常的金屬態，即使磁化強度很大，也沒有顯示出磁序。這表明實現了顯示磁性的高價態和顯示非磁性的低價態之間的波動，並且價態的量子相變是實驗性的，這是在日本建立的世界上第一個例子。
這種價態的臨界漲落可以說是超臨界流體的電子版，有望推動新“量子”超臨界流體的發現。
論文信息：[科學進展] 相關金屬中的量子價臨界性
