发现新的电子物质状态可能会推动第二次量子革命

时间：2022-04-03 10:25:09 来源：

电子在汽车中行驶的数量越来越多，从而产生了一个电导序列，该电导序列显示在Pascal的三角形中。

发现表明电子可以以类似于夸克结合形成中子和质子的方式结合在一起。

由匹兹堡大学物理与天文学系教授领导的研究小组宣布发现一种新的电子物质状态。

凝聚态物理杰出教授杰里米·利维（Jeremy Levy）和研究副教授帕特里克·欧文（Patrick Irvin）是论文“弹道一维LaAIO3 / SrTiO3通道中的帕斯卡电导系列”的合著者。这项研究的重点是在一维导电系统中的测量，在该系统中，发现电子在一次而不是以两个或多个为一组的方式传播而没有散射的情况下传播。

该研究于2020年2月14日发表在《科学》杂志上。可以在此处观看概述该论文发现的视频：

“通常，半导体或金属中的电子移动并散射，如果施加电压，最终会朝一个方向漂移。但是在弹道导体中，电子的移动更像高速公路上的汽车。这样做的好处是它们不会散发热量，并且可以以与普通电子产品完全不同的方式使用。我们面前的研究人员成功地制造出了这种弹道导体。”

“我们的发现表明，当使电子相互吸引时，它们可以形成一束由两个，三个，四个和五个电子组成的束，它们的行为实际上就像是新型粒子，新形式的电子物质一样。”

利维将这一发现与夸克结合在一起形成中子和质子的方式进行了比较。发现新问题的一个重要线索是认识到这些弹道导体与帕斯卡三角区中的一个序列相匹配。

“如果您沿着Pascal三角形的不同方向看，您会看到不同的数字模式，其中一种模式是1、3、6、10、15、21。这是我们在数据中注意到的序列，因此对于实际发生的事情而言，这成为一个具有挑战性的线索。这个发现花了我们一些时间来理解，但这是因为我们最初没有意识到我们正在寻找由一个电子，两个电子，三个电子等组成的粒子。如果将所有这些结合在一起，您将得到1,3,6,10的序列。”

列维（Levy）还是匹兹堡量子研究所所长，他指出，这些新粒子具有与量子纠缠有关的特性，可以潜在地用于量子计算和量子再分配。他说，这项发现是迈向量子物理学下一阶段的令人振奋的进步。

他说：“这项研究属于匹兹堡在更大范围内的努力，以开发与第二次量子革命有关的新科学和技术。”

“在第一次量子革命中，人们发现周围的世界从根本上受量子物理学定律的支配。这一发现使人们对元素周期表有了更深入的了解，了解了材料的行为方式以及在晶体管，计算机，MRI扫描仪和信息技术方面的发展。

“现在进入21世纪，我们正在研究所有关于量子物理学的奇怪预测，并将其加以扭转并加以利用。当您谈论应用程序时，我们正在考虑的是量子计算，量子隐形传态，量子通信，量子感测-这些想法利用了以前被忽略的物质的量子性质。

参考：Megan Briggeman，Michelle Tomczyk，田彬彬，李炯宇，李正宇，何玉池，安东尼·泰兰-泰勒，黄梦辰，张昌Be，David Pekker撰写的“弹道一维LaAlO3 / SrTiO3通道中的电导系列” ，Roger SK Mong，Patrick Irvin和Jeremy Levy，2020年2月14日，科学。DOI：
10.1126 / science.aat6467

除了Levy和Irvin外，Pitt的研究小组成员还包括物理和天文学系助理教授David Pekker和RogerS.K。旺的研究生Megan Briggeman，Michelle Tomczyk，田彬彬，Mengchen Huang和博士后研究员Anthony Tylan-Tyler。

其他团队成员包括现在在韩国釜山国立大学就读的Hyungwoo Lee，威斯康星大学麦迪逊分校的Lee Jung-Woo Lee和Chang-Beom Eom，以及卡内基梅隆大学的Yuyu He。

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