科学家发现了一种新的物质状态手性玻色

导读 从第一年的教育开始,我们就被灌输的基本概念之一就是对物质状态的研究。通过各种例子,旨在促进对水文循环和物质可以采取的不同状态的理解

从第一年的教育开始,我们就被灌输的基本概念之一就是对物质状态的研究。通过各种例子,旨在促进对水文循环和物质可以采取的不同状态的理解。

物质的不同状态

物质表现出三种不同的聚集形式:固体、液体和气体。考虑到地球表面的普遍条件,只有某些物质能够在这三种状态下自然存在。

一个说明性的例子是水。绝大多数物质更常见地以特定状态出现。

然而,一组科学家成功地发现了一种前所未有的物质状态。尽管在当代,在极端条件下或在实验室设施中,已经出现了等离子体或玻色-爱因斯坦凝聚态等其他状态。

这一发现是由在马萨诸塞大学任教的 Tigran Sedrakyan 教授领导的一个小组做出的。这项令人震惊的研究结果已在著名杂志《自然》上发表的一篇文章中详细介绍。

作为研究的一部分,Tigran Sedrakyan 领导的团队构想出了他们所谓的“相反机器”。

该机器由双层半导体器件 组成。上层充满了能够自由移动的电子,而下层则有可能被错误电子占据的空位或“空穴” 。

一个伟大的发现

两层之间的相互作用模拟了原子间的动力学。然而,内壳的设计使得空穴和电子的数量不匹配。如果他们这样做了,粒子就会采取一种可预测的行为,每个粒子都会沉入相应的孔中。

通过限制电子可用的位点,会产生局部差异。正如 Sedrakyan 所解释的那样,它类似于旨在混淆电子的椅子游戏。他们现在不再为每个电子提供单独的椅子,而是被迫竞争多种“坐”和定位的选择。

“在这些边缘,人们会遇到物质的量子态……它们比我们日常生活中交叉的三种经典态要奢侈得多,”该研究的首席研究员分享道。

手性玻色,新物质态

科学家将这种新状态命名为“手性玻色”,它具有许多独特的特性。

这种状态最引人注目的品质之一是,当手性状态的量子物质冷却到绝对零时,电子以可预测的模式凝固,而这种状态下出现的电荷中性粒子将以顺时针或逆时针方向旋转。

即使这些粒子中的一个与另一个粒子碰撞或引入磁场,其自旋也不会受到影响:事实证明,这具有惊人的弹性,甚至可以用来编码具有显着容错能力的数字数据。

另一个令研究人员困惑的特征是,当外层粒子与手性边缘态的内层粒子碰撞时,不仅碰撞的粒子受到影响,总体上所有粒子都会受到影响。

这种现象是由这个复杂的量子系统中存在的长程纠缠引起的。

标签:

免责声明:本文由用户上传,如有侵权请联系删除!