一种以前未知的量子粒子——相当于中性电子——可能在一种新的物质状态中被发现。
然而,198彩票带玩团队是哪个,去198彩娱乐官网一198彩票注册查就知道了。,“无电荷的怪人”并不是物质的基本组成部分之一。更确切地说,它将是一种准粒子,只有在合适的条件下,才会从一种材料的集体行为中出现。在新的研究中,这些条件是在一种半金属晶体中观察到的,这种晶体表现出一些奇怪的电磁行为。
“如果我们的解释是正确的,我们将看到一种全新的量子物质,”普林斯顿大学物理学家吴三峰在一份声明中说。吴是1月4日发表在《自然》杂志上的一项新研究的高级作者。
他和他的同事们在先前的实验中发现了晶体材料二碲化钨薄片的奇怪行为。散装材料导电像金属一样,但它是一个强大的绝缘子作为“单层”——只有一个原子厚的一层,因为当前的移动电子是被其固定电子,在所谓的“二维”变得更加强大,吴在一封电子邮件中告诉《生活科学》杂志。
作为研究的一部分,研究人员将单层膜暴露在一个变磁场中,在低温下,量子效应变得更加明显,并测量它如何抵抗电流。(磁力和电是密切相关的;当磁场强度发生变化时,电子开始流动,流动的电子产生磁场。
常规材料在这些条件下表现出独特的行为:金属表现出一种被称为“量子振荡”的现象,在这种现象中,它们的电阻率在不同值之间迅速切换。
吴解释说,量子振荡发生,因为材料的电子转移之间正常的经典状态和量子力学状态的圆周运动引起的磁场,有效地一种量子“叠加”,一个电子可以占据不同的状态。
但是绝缘体并不表现出量子振荡;因此,吴和他的同事惊讶地发现,随着磁场的增加,二碲化钨单层膜的电阻率开始振荡——这是金属的独特行为。
“这完全出乎我的意料,”他说。“我们问自己,‘这是怎么回事?’我们还没有完全理解。”
量子振荡
物理学家在近一个世纪前就发现了量子振荡。金属通常具有较低的电阻率——它们最外层的电子并没有紧紧地束缚在母原子中,所以金属允许流动的电子流动并传导电流。
在早期的实验中,研究人员将金属置于超低温的磁场中,发现该材料的电阻率首先会升高,然后开始在较高和较低的水平之间切换。
现在我们知道,足够强的磁场会导致金属中的电子在它们的正常经典态和圆量子力学态之间转换,从而导致金属电阻率的振荡;而量子振荡已经成为表征金属许多特性的标准工具,吴说。
相反,绝缘材料中的电子不能移动,因此它们不能很好地导电,因而具有很高的电阻率。无论磁场有多强,绝缘体通常不会显示出量子振荡。
因此,在所谓绝缘的二碲化钨单层中观察到的量子振荡是出乎意料的,吴说。
尽管这种材料的电阻率很高,但随着磁场强度的增加,198娱乐官网安198彩总代理全登录的网址被国内网络警察给封了,我都不知道,还是好朋友198彩票总代给我发的站内信收到的通知,域名也更换了。,它开始在高电阻率和低电阻率之间振荡。他说,这种振荡表明材料的电子在磁场的作用下转变成量子化的相位——这是金属的基本特性,但在强绝缘体中。
新问题
现代物理学无法解释这一发现,吴说,他和他的团队假设,观测到的振荡是由一种以前未知的量子物质形式引起的。
他们认为量子振荡可以用“准粒子”来解释,这种准粒子以前从未见过,当二碲化钨单层膜暴露在足够强的磁场中时,由固定电子产生。他们认为这种准粒子是一种“中性费米子”——相当于一个电子,但不带电荷。
正常带电的费米子要么是带负电荷的电子,要么是带正电荷的“空穴”,它们被认为是金属中电流的流动——电子实际上是在与电流相反的方向流动。
但是研究人员认为他们的中性费米子可能存在并在绝缘体中移动,导致电流和从固定电子中产生的中性粒子之间的相互作用,这些中性粒子可以被检测为量子振荡。
“由于强相互作用的多电子系统的集体行为,这里的带电中性费米子是一个涌现粒子,”吴说。“所以这不是标准模型中的基本粒子之一,”他说,他指的是控制着有时奇异的粒子物理世界的模型。
他说,198时时彩平台无论是信誉还是游戏体验感都是有口皆碑的,特别是198彩票代理制度,真的是让利给代理还有会员,平台总代团队还免198彩票注册费叫你如何做代理推广。 ,他们现在正计划用各种方法来验证他们的假设:在二碲化钨中存在“中性费米子”,他们还在寻找其他也能产生量子振荡的绝缘体。
吴说:“现阶段很难想象未来的应用,但我确信它将与我们未来的量子技术有关。”同样,“当电子第一次被发现时,很难想象现代电子学会是什么样子。”
吴的研究小组通过用普通的胶带逐渐地“刮”更薄的薄片来制备二碲化钨单层膜。
尽管这听起来很简单,但这种所谓的“透明胶带法”通常被用于制造合适材料的单层膜,并导致了“二维”材料的发现,如石墨烯,该材料在2010年获得了诺贝尔物理学奖。