科学家制造出量子“域墙”,新的量子技术成为可能
本文转自:澎湃新闻近日 , 科学家已经在实验室制造出一种新的量子物体——量子“域墙” 。
这一发现可以帮助研究人员研究量子粒子 , 并为未来的新技术开辟道路 , 如量子电子学或量子存储器 。相关研究成果发表在《自然》期刊上 。
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“域墙”图片根据实验数据调整和添色 , 图片来自于芝加哥大学Cheng Chin教授带领的芝加哥大学团队在实验时 , 注意到极低温度下 , 原子内部发生了一个有趣现象 。该实验室主要研究新型量子系统及其基础物理 。
在适当的条件下 , 原子组可以分离成域 , 在相遇的交界处形成一道“墙” 。这道“域墙”的行为类似一个独立的量子物体 。
“它有点像沙漠中的沙丘——沙丘由沙子组成 , 但沙丘就像一个物体 , 因为其行为不同于单个的沙粒 。”论文第一作者Yao Kaixuan表示 。
此前 , 科学家们在量子材料中看见过这些“域墙” , 但无法进行可靠地生成和分析 。芝加哥大学团队通过制造并研究“域墙” , 观察到了奇特的行为 。
“我们在控制原子方面有很多经验 , ”教授Chin说 , “众所周知 , 如果把原子向右推 , 它们会向右移动 。但在这里 , 如果你把‘域墙’向右推 , 它会向左移动 。”
“域墙”是一类涌现(emergent)现象 。简单来说 , 当一个实体被观察到具有其组成部分没有的属性时 , 涌现就出现了 。
这意味着“域墙”似乎遵循着新的物理定律 , 它的反向移动是多个粒子作为一个集体共同作用的结果 。
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团队研究了“域墙”这类涌现现象 , 认为它们可以揭示一个定律(dynamical gauge theory) , 该定律描述了材料和早期宇宙中的涌现现象 , 同样的现象使第一批粒子聚集在一起 , 形成星系、恒星和行星 。
这一领域的突破也使新的量子技术成为可能 。“域墙”或许可以成为未来技术的基础 , 正如现代全球定位系统的基础 , 源于20世纪50年代的科学家试图验证爱因斯坦的相对论 。
【科学家制造出量子“域墙”,新的量子技术成为可能】“这一现象(域墙)可能会在制造可编程的量子材料或量子信息处理器方面得到应用——它能用来创造一种更稳健的方式来存储量子信息 , 或使材料具备新的功能 。”Chin表示 , “但在我们找到答案之前 , 第一步是了解如何控制它们 。”(本文来自澎湃新闻 , 更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
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