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“量子自旋液態”(quantum spin liquid)。
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科學界普遍認為電子是物質基本微粒,是物質不可分割的組成部分。然而最新的研究發現,電子可以被分割成更小的準粒子。研究人員在一塊現實材料中發現了一種神秘的物質新形態證據,該形態被稱為“量子自旋液態”(quantum spin liquid)。
& N. L# f* t1 G4 O% x% R& Y40年前,科學家們首先預測在某些磁性材料中存在著這種物質形態。儘管對其存在有多個線索,他們卻從來沒有能夠在自然界中發現其存在的證據。所以,他們現在能夠在二維石墨烯(graphene)狀物質中觀察到“量子自旋液態”以及伴隨它的離奇“費米子”(fermions)真是令人感到非常興奮。
9 W& }' J& m' a! y6 S: Fos.tvboxnow.com英國劍橋大學的研究人員約翰內斯•諾爾(Johannes Knolle)說:“這是一種已經被預言過但一直沒有見過的新量子態。”“量子自旋液態”
F; z: U4 V) r0 i( Y! L公仔箱論壇據“科學報告”網站(sciencealert.com)報導,科學家觀察到其最吸引人的特性—“電子分層分離”(electron fractionalisation)和在量子自旋狀態(quantum spin state)下的電子分裂而成的“馬約拉納費米子”(Majorana fermions),從而在材料中發現“量子自旋液態”的證據。由於這些“馬約拉納費米子”可以作為量子計算機的基石,所以這個發現令人興奮。
+ I& }8 G# ^! l, ]7 b8 ~tvb now,tvbnow,bttvb需要明確的是,電子實際上並沒有分裂成更小的實物粒子(即意味著全新的粒子),而是這種物質的新形態分割了電子,使之成為準粒子(quasiparticles)。這些不是真正的顆粒,而是物理學家用來解釋和計算粒子奇怪行為的概念。5 L$ v" c. `/ S& V1 H
為了弄清楚事情的原委,研究人員們與美國田納西州“橡樹嶺國家實驗室”(Oak Ridge National Laboratory)的一個團隊一起工作,利用“中子散射技術”(neutron scattering techniques)在類似於三氯化釕(alpha-ruthenium chloride)的材料中尋找“電子分層分離”的證據。這種材料在結構上類似於石墨烯材料。
7 U8 V! Q1 n1 K5 `公仔箱論壇諾爾說:“這是對已知物質量子態簡短名單的一個新補充。”os.tvboxnow.com% i% ?' P& g% ?
Kovrizhin補充說:“這是我們理解量子問題很重要的一步。這種樂趣在於,我們發現了另一種新的、以前從來沒有見過的量子狀態,它為我們提供了嘗試新事物的新可能性。”
3 ~9 N" `' ?9 A& p4 Q& g' j9 mos.tvboxnow.com其中一些新的東西涉及到“量子計算機”(quantum computers),這種計算機將比普通電腦成倍的快。儘管這一切聽起來很理論化,但實際上有一些非常令人興奮的應用潛力。
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