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科学家创造出奇怪的量子“城墙”,或将带来新的量子技术

前瞻网 2022-02-14 15:21

 

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近日,芝加哥大学的科学家们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更好地了解奇异的量子粒子,并为未来的新技术提供途径,例如量子电子学或量子存储器

研究过程中,Cheng Chin教授带领的团队注意到,原子在极低温度下发生了一个有趣的现象。即在适当的条件下,原子组可以分离成域,并在它们相遇的交界处形成“墙”。这个“域墙”表现得像一个独立的量子物体

论文第一作者Yao Kaixuan表示,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,因为其行为与单个沙粒不同。

此前,科学家们已经在量子材料中看见过这些“域墙”。但是,他们无法可靠地对其进行分析。而在新研究中,芝加哥大学的物理学家通过制造并仔细研究“域墙”,观察到了令人惊讶的行为。

Cheng Chin教授说:“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。”

这些“域墙”被称为一类“涌现”现象。这意味着由于许多粒子作为一个集体共同作用,它们似乎遵循新的物理定律。

Chin的实验室研究这些新兴现象,认为它们可以揭示一组称为动态规范理论的定律。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。

这一领域的突破也可以实现新的量子技术。科学家之所以对这些行为进行分类,部分原因是它们可以成为未来技术的基础。例如,现代GPS 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。

该研究论文题为“Domain-wall dynamics in Bose–Einstein condensates with synthetic gauge fields”,已发表在《自然》期刊上。

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责任编辑: 4162SKX

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