我國發(fā)現(xiàn)幽靈粒子 已困擾物理學(xué)家將近一個(gè)世紀(jì)

中國的一個(gè)研究小組近日表示，他們已經(jīng)成功捕捉到一種困擾物理學(xué)家將近一個(gè)世紀(jì)的“幽靈粒子”（即外爾費(fèi)米子）。去年12月，方忠的研究小組發(fā)表的一篇論文預(yù)測(cè)稱，這個(gè)難以捕捉到的幽靈粒子可在人造材料鉭砷中發(fā)現(xiàn)。

　　中國的一個(gè)研究小組近日表示，他們已經(jīng)成功捕捉到一種困擾物理學(xué)家將近一個(gè)世紀(jì)的“幽靈粒子”（即外爾費(fèi)米子）。

　　這項(xiàng)突破性的發(fā)現(xiàn)將極大地推進(jìn)未來技術(shù)的發(fā)展，例如比目前的超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度更快的量子計(jì)算機(jī)以及能夠?qū)崿F(xiàn)一年一充電的智能手機(jī)。

　　1個(gè)磁極+無質(zhì)量

　　能完成當(dāng)前科技難以企及的任務(wù)

　　中國科學(xué)院近日在其網(wǎng)站上發(fā)表聲明稱，經(jīng)過多年研究，中國科學(xué)院物理研究所方忠教授帶領(lǐng)的研究小組證實(shí)了外爾費(fèi)米子的存在。1929年，德國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家赫爾曼·外爾最先提出了這種無質(zhì)量的粒子——外爾費(fèi)米子。參與該項(xiàng)目的研究員翁紅明在接受記者采訪時(shí)說：“你可以將它想象成一個(gè)極小的、只有一個(gè)磁極的磁棒。”

　　翁紅明說，在自然界中，無論你將磁鐵切割成多小，它始終都帶有南北兩個(gè)磁極，磁場(chǎng)在磁極之間流動(dòng)。作為僅有一個(gè)磁極且沒有質(zhì)量的粒子，外爾費(fèi)米子能夠完成諸多當(dāng)前科技不可企及的任務(wù)。

　　1個(gè)費(fèi)米子裝置就搞定

　　可解決智能電子設(shè)備耗電快的難題

　　外爾費(fèi)米子的發(fā)現(xiàn)給智能手機(jī)帶來的影響尤其顯著，可以解決智能電子設(shè)備待機(jī)時(shí)間短、電量消耗快的問題。

　　報(bào)道說，當(dāng)前的電子設(shè)備充電套路是電子流通過電線和電路進(jìn)入設(shè)備。這些粒子不僅笨重、不易控制，還會(huì)導(dǎo)致能量流失。如果我們用外爾費(fèi)米子將之置換掉，一個(gè)費(fèi)米子裝置就能夠保證電流幾乎不流失，并且能保證在幾乎不損耗能源的情況下完成高功率計(jì)算。

　　含有外爾費(fèi)米子的材料能夠充當(dāng)超導(dǎo)體，因而也可應(yīng)用到量子物理學(xué)領(lǐng)域。這種材料能夠保持長時(shí)間的量子態(tài)，而不受或很少受到外部世界的影響，這使它成為打造一臺(tái)實(shí)用、高容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的熱門材料。

　　報(bào)道稱，制造這樣一臺(tái)設(shè)備所面臨的最大挑戰(zhàn)就是過去曾被用來進(jìn)行量子計(jì)算的光子等粒子的量子態(tài)所具有的脆弱性。電磁干擾或物理干擾可以輕松地導(dǎo)致粒子失去或改變量子態(tài)，并打亂它們本應(yīng)進(jìn)行的計(jì)算。

　不存在于三維世界里

　　“芳蹤”可在人造材料鉭砷中找到

　　翁紅明說：“不幸的是，外爾費(fèi)米子這樣精美的粒子并不存在于我們的三維世界里。只能在另一個(gè)與我們這個(gè)世界‘相反’的世界里尋到它的芳蹤。”

　　為了能夠找到它，全世界的科學(xué)家爭(zhēng)相創(chuàng)造可能存在外爾費(fèi)米子的人工環(huán)境。

　　去年12月，方忠的研究小組發(fā)表的一篇論文預(yù)測(cè)稱，這個(gè)難以捕捉到的幽靈粒子可在人造材料鉭砷中發(fā)現(xiàn)。

　　四個(gè)月后，該研究小組宣布，他們通過向鉭砷晶體發(fā)射同步輻射光源首次檢測(cè)到外爾費(fèi)米子。

　　翁紅明說：“我們這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)并未使用大型粒子對(duì)撞機(jī)，從這個(gè)角度來看，這個(gè)實(shí)驗(yàn)相當(dāng)令人激動(dòng)。它給我們帶來了希望，即不通過大型設(shè)備也能實(shí)現(xiàn)重大發(fā)現(xiàn)。”

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　　“幽靈粒子”的發(fā)現(xiàn)之爭(zhēng)

　　外爾費(fèi)米子，是當(dāng)今凝聚態(tài)物理最前沿的研究對(duì)象之一。近年來，中科院物理所、北京大學(xué)、美國普林斯頓大學(xué)等團(tuán)隊(duì)都試圖在鉭砷晶體中找到外爾費(fèi)米子。

　　7月18日，一則消息引起中科院物理所研究員戴希的注意。消息稱，美國普林斯頓大學(xué)物理學(xué)家扎伊德·哈桑領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)首次通過實(shí)驗(yàn)，在外爾半金屬中造出了外爾費(fèi)米子。這是一場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)槠樟炙诡D大學(xué)團(tuán)隊(duì)和中科院物理所團(tuán)隊(duì)幾乎同時(shí)宣布成功。

　　事實(shí)上，在戴希看來，是以中科院物理所為主的中國科學(xué)家首次通過理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)這種半金屬，也是中國科學(xué)家首次通過角分辨光電子能譜發(fā)現(xiàn)了外爾費(fèi)米子的存在。中科院物理所的最新成果將發(fā)表在最近一期《自然·物理》雜志上。

　　戴希在這條消息下的評(píng)論中，認(rèn)為這場(chǎng)風(fēng)波屬于“科學(xué)界的競(jìng)爭(zhēng)”，是尋找“外爾費(fèi)米子”的科學(xué)競(jìng)賽。

　　據(jù)《參考消息》、《科技日?qǐng)?bào)》