中國科學(xué)院捕捉“幽靈粒子”，手機電池可期一年一充

中國的一個(gè)研究小組聲稱(chēng)，他們成功捕捉到一種困擾物理學(xué)家近一個(gè)世紀的“幽靈粒子”（即外爾費米子）。港媒報道，這項突破性的發(fā)現將極大地推進(jìn)未來(lái)技術(shù)的發(fā)展，例如比目前的超級計算機運行速度更快的量子計算機以及能夠實(shí)現一年一充電的智能手機。

 

中國科學(xué)院在其網(wǎng)站上發(fā)表聲明稱(chēng)，經(jīng)過(guò)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)了外爾費米子的存在。

 

 

 

 

1929年，德國數學(xué)家、物理學(xué)家赫爾曼·外爾最先提出了這種無(wú)質(zhì)量的粒子——外爾費米子。參與該項目的研究員翁紅明在接受本報采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)：“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(shuō)，在自然界中，無(wú)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(méi)有質(zhì)量的粒子，外爾費米子能夠完成諸多當前科技不可企及的任務(wù)。

 

外爾費米子的發(fā)現給智能手機帶來(lái)的影響尤其顯著(zhù)，可以解決智能電子設備待機時(shí)間短、電量消耗快的問(wèn)題。

 

當前的電子設備充電套路是電子流通過(guò)電線(xiàn)和電路進(jìn)入設備。這些粒子不僅笨重、不易控制，還會(huì )導致能量流失。如果我們用外爾費米子將之置換掉，一個(gè)費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算。

 

含有外爾費米子的材料能夠充當超導體，因而也可應用到量子物理學(xué)領(lǐng)域。這種材料能夠保持長(cháng)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實(shí)用、高容錯量子計算機的熱門(mén)材料。

 

制造這樣一臺設備所面臨的最大挑戰就是過(guò)去曾被用來(lái)進(jìn)行量子計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致粒子失去或改變量子態(tài)，并打亂它們本應進(jìn)行的計算。

 

翁紅明說(shuō)：“不幸的是，外爾費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)家爭相創(chuàng )造可能存在外爾費米子的人工環(huán)境。

 

去年12月，方忠的研究小組發(fā)表的一篇論文預測稱(chēng)，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。

 

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

 

翁紅明說(shuō)：“我們這項發(fā)現并未使用大型粒子對撞機，從這個(gè)角度來(lái)看，這個(gè)實(shí)驗相當令人激動(dòng)。它給我們帶來(lái)了希望，即不通過(guò)大型設備也能實(shí)現重大發(fā)現。”