新的半金属材料可能开启物理学的一个全新分支

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物理学家发现了一种新的半金属材料,他们声称这一发现就可能成为物理学一个新分支的基础。这种半金属材料也被称为韦尔费米子,是在美国和澳大利亚的双重研究中发现的。

一个地方的研究人员在理论上研究它是如何存在的,而另一个团队则在大洋彼岸测量它的特性。半金属材料中的准粒子是许多粒子之间相互作用的结果,导致它们在质量为零的情况下以约300万分之一的光速运动。

(来源:每日邮报)

韦尔费米子早在一个世纪前就被预测到了,并在2015年首次被测量到。有一天,他们可能会彻底改变量子计算机和电子学。根据研究人员的说法,这样的系统将能够以几乎为零的损耗传导电流。

维也纳理工大学的研究人员已经成功地在强相关电子系统中探测到了这些粒子。爱游戏ayx体育相对论规定,质量为零的自由粒子应该以光速运动。韦尔费米子不是自由粒子,而是固态准粒子。这意味着它们是由电子之间相互作用的结果产生的。

“准粒子不是传统意义上的粒子,而是由许多相互作用的粒子组成的系统的激发,”来自维也纳工业大学固态物理研究所的Silke教授Bühler-Paschen说。这些固态准粒子的行为有点像波中的水,波是由组合的分子作为一个整体驱动的。

(来源:IEEE Spectrum)

粒子之间相互联系的特性产生了非凡的特性,如高温超导和新类型的相变。“通过所谓的近藤效应,这种材料中的强相互作用通常会导致粒子的行为,好像它们有一个非常大的质量。”Sami Dzaber说。“所以对我们来说,在这种特殊的材料中探测到质量为零的韦尔费米子是令人惊讶的。”

“尽管我们的韦尔费米子没有质量,但它们的速度非常低,”Buhler-Paschen说。“因此,它们甚至比声子(固态水波的模拟物)还要慢,这使得它们在我们的实验中可以被检测到。”

莱斯大学的研究小组进行了理论研究,而维也纳大学的研究人员测量了这种半金属材料的性能。这两种平行的研究使人们对新发现的粒子有了更好的了解。

(来源:每日邮报)

“即使韦尔费米子最初是在其他材料中发现的,但在我们的强相关材料中控制这种效应要容易得多。”西尔克Bühler-Paschen说。“由于它们的能量低,使用压力或外部磁场等参数来影响它们非常容易。”

用不了多久,我们就会看到这些新粒子被应用于电子产品中。

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