科學家發現了85年老理論的外爾費米子

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外爾費米子

兩個不同的研究團隊發現了不帶質量的外爾費米子(Weyl fermion)的證據。這項發現是由新澤西州普林斯頓大學和麻省理工學院的科學家們做的發現,而這發現可以創造下一個全新的科技時代。

德國物理學家Hermann Wey在1929年推論有外爾費米子。它們被認為是次原子粒子(subatomic particles )的基本構成單位,而它們很特別的是沒有質量,而且在晶體裡行為會跟物質與反物質一樣。

一開始它們被誤認為是中微子(neutrinos),後來在1998年發現中微子有少許的質量。現在研究家們說他們已經解答這85年老的謎題。他們的研究在Science裡被報導。

他們對半金屬的砷化鉭(tantalum arsenide)晶體發射光子時發現了費米子,這晶體的特性在絕緣體和導電體的中間。 它們無法獨自存在,所以它們會以準粒子(quasiparticles)的型態存在,一種行為跟粒子一樣的東西在介質裡動亂,簡單的說它們就是電子活動在自由空間裡的行為跟粒子一樣。

準粒子

準粒子

它們很重要因為外爾費米子很穩定,它們也只會跟其他的外爾費米子互動,以同樣的速度在同一個路徑上。這表示它們可以帶電荷很遠的距離而不被分散與產生熱量,跟電子一樣。

普林斯頓大學的Zahid Hasan 博士說“外爾費米子的物理性質很怪,它還可能有更多我們現在無法理解事情。”.

Hasan外爾費米子

Hasan, Danielle Alio/Princeton University.

粒子在量子力學理被分成兩種,費米子是組成物質的基本粒子,而玻色子(bosons)傳遞作用力使得費米子能夠連結在一起。由於玻色子的作用,物質能夠黏結在一起。其他的費米子都有質量,因此外爾費米子很特別。

量子計算機

而它的獨特性質在未來可以對電子產業非常有幫助,包括製造量子計算機。它們可以獨立分別的移動,它們還可以製造無質量的電子。結論就是它們可以更容易的流動而失去較少的熱量。Hasan 說"很像它們有自己的導航,可以自己行走而不分散。"

未來需要更多對外爾費米子的研究才能判斷它們到底有多少好處。
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來源: Iflscience

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