新式准粒子“分数激子”发现

  美国布朗大学物理学家在一项新研讨中调查到一种名为“分数激子”的新式量子粒子，既不归于玻色子，也不归于费米子，而是介于两者之间的粒子类型。这一发现或将极大拓宽科学家对量子范畴的认知。相关论文发表于最新一期《天然》杂志。

  研讨人员标明，这种新式准粒子不带着整数电荷，却遵从共同的量子核算规则。其最令人振奋之处在于解锁了一系列物质的新量子相，为科学研讨拓荒了新前沿，深化了根底物理的了解，并为量子核算带来了新或许。

  研讨聚集于分数量子霍尔效应，该现象根据经典霍尔效应，行将磁场施加到有电流的资料上以发生横向电压。量子霍尔效应发生在极低温度和极高磁场下，这种横向电压以明晰且独立的跳动方法添加。而在分数量子霍尔效应中，这种添加方法变得愈加共同，仅为电子电荷的一小部分。

  试验中，研讨人员构建了由两层二维纳米资料石墨烯组成的结构，中距离有六方氮化硼绝缘晶体。这种设置使他们能够准确操控电荷运动，还能生成被称为激子的粒子，这些粒子由一个电子和空穴结合而成。然后，在比地球磁场强数百万倍的极强磁场中，研讨人员调查到了新式分数激子，这些激子体现出反常行为。

  一般，基本粒子分为玻色子和费米子两类。玻色子能同享相同量子态，而费米子则遵从泡利不相容原理，即两个费米子不能占有同一量子状况。但是，试验中调查到的分数激子并不能彻底归入这两类中的任何一类。它们虽具有预期的分数电荷，但行为却一起体现出玻色子和费米子的特征，相似两者的杂合体，介于两者之间的粒子类型——任意子，但又具有共同特点。

  这种出人意料的行为标明，分数激子或许代表了一类全新的、具有共同量子特点的粒子。研讨标明，激子能够存在于分数量子霍尔系统中，而且其间一些激子是由带分数电荷的粒子配对发生的，形成了体现不像玻色子的分数激子。

  研讨人员指出，这类新式粒子未来或有助于改善量子层面的信息存储和解决方法，带来更快、更牢靠的量子核算机。 （记者张佳欣）

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