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          新型準(zhǔn)粒子“分數(shù)激子”發(fā)現(xiàn)

          2025-01-23 17:15:02 來源: 科技日報

          美國布朗大學(xué)物理學(xué)家在一項新研究中觀察到一種名為“分數(shù)激子”的新型量子粒子,既不屬于玻色子,也不屬于費米子,而是介于兩者之間的粒子類型。這一發(fā)現(xiàn)或?qū)O大拓展科學(xué)家對量子領(lǐng)域的認知。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《自然》雜志。AhN流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點LLSUM.COM

          研究人員表示,這種新型準(zhǔn)粒子不攜帶整數(shù)電荷,卻遵循獨特的量子統(tǒng)計規(guī)律。其最令人振奮之處在于解鎖了一系列物質(zhì)的新量子相,為科學(xué)研究開辟了新前沿,深化了基礎(chǔ)物理的理解,并為量子計算帶來了新可能。AhN流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點LLSUM.COM

          研究聚焦于分數(shù)量子霍爾效應(yīng),該現(xiàn)象基于經(jīng)典霍爾效應(yīng),即將磁場施加到有電流的材料上以產(chǎn)生橫向電壓。量子霍爾效應(yīng)發(fā)生在極低溫度和極高磁場下,這種橫向電壓以清晰且獨立的跳躍方式增加。而在分數(shù)量子霍爾效應(yīng)中,這種增加方式變得更為奇特,僅為電子電荷的一小部分。AhN流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點LLSUM.COM

          實驗中,研究人員構(gòu)建了由兩層二維納米材料石墨烯組成的結(jié)構(gòu),中間隔有六方氮化硼絕緣晶體。這種設(shè)置使他們能夠精確控制電荷運動,還能生成被稱為激子的粒子,這些粒子由一個電子和空穴結(jié)合而成。然后,在比地球磁場強數(shù)百萬倍的極強磁場中,研究人員觀察到了新型分數(shù)激子,這些激子表現(xiàn)出異常行為。AhN流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點LLSUM.COM

          通常,基本粒子分為玻色子和費米子兩類。玻色子能共享相同量子態(tài),而費米子則遵循泡利不相容原理,即兩個費米子不能占據(jù)同一量子狀態(tài)。然而,實驗中觀察到的分數(shù)激子并不能完全歸入這兩類中的任何一類。它們雖具有預(yù)期的分數(shù)電荷,但行為卻同時表現(xiàn)出玻色子和費米子的特征,類似兩者的雜合體,介于兩者之間的粒子類型——任意子,但又具有獨特屬性。AhN流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點LLSUM.COM

          這種出乎意料的行為表明,分數(shù)激子可能代表了一類全新的、具有獨特量子屬性的粒子。研究表明,激子可以存在于分數(shù)量子霍爾體系中,并且其中一些激子是由帶分數(shù)電荷的粒子配對產(chǎn)生的,形成了表現(xiàn)不像玻色子的分數(shù)激子。AhN流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點LLSUM.COM

          研究人員指出,這類新型粒子未來或有助于改進量子層面的信息存儲和處理方式,帶來更快、更可靠的量子計算機。AhN流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點LLSUM.COM

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