爱荷华州立大学 这幅插图展示了每秒数万亿个脉冲(红色闪光)的光访问和控制铁基超导体中的希格斯模(金球)
即使在不同的能带，希格斯模式也是相互作用的(白烟)
信用:插图承蒙济钢王
即使你不是物理学专业的学生，你也可能听说过一些关于希格斯玻色子的事情
诺贝尔奖获得者利昂·莱德曼在1993年的一本书的标题中称希格斯粒子为“上帝粒子”
“在2009年欧洲大型强子对撞机的第一次碰撞后，人们开始寻找希格斯粒子
2013年，彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒因在1964年独立提出基本粒子——希格斯粒子——是亚原子粒子的质量来源，使我们所知的宇宙成为可能而获得诺贝尔物理学奖
(此外，爱荷华州立大学的物理学家在2012年的一篇研究论文的作者名单上，这篇论文描述了对撞机上的阿特拉斯实验是如何观察到后来被证实是希格斯粒子的新粒子的
) 现在是爱荷华州的物理学和天文学教授，美国大学的高级科学家王继刚
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能源部艾姆斯实验室和一组研究人员在超导体中发现了一种著名的粒子，这种材料通常在非常冷的温度下能够无电阻导电
王和他的合作者，包括张伯伦、雷蒙
霍尔顿工程和西奥多·H
威斯康星大学麦迪逊分校的Geballe教授；伊利亚斯·佩拉克斯，伯明翰阿拉巴马大学物理学教授兼主席；佛罗里达州立大学机械工程教授兼临时主席埃里克·赫尔斯特伦在《自然通讯》杂志最近在线发表的一篇论文中报告了详细情况
他们写道，在实验室实验中，他们在铁基、高温(但仍然非常冷)、多能带、非常规超导体中发现了短暂的“希格斯模式”
量子发现 这种希格斯模式是在原子的量子尺度上发现的物质状态，它们的电子状态和能量激发
这种模式可以通过在超导体上以每秒数万亿脉冲的太赫兹频率闪烁的激光来访问和控制
希格斯模可以在不同的能带内产生，并且仍然相互作用
王说，超导体中的希格斯模式有可能被用来开发新的量子传感器
“这就像大型强子对撞机可以利用希格斯粒子探测暗能量或反物质来帮助我们理解宇宙的起源，”王说
“我们桌面上的希格斯模式传感器有潜力帮助我们发现物质量子态的隐藏秘密
" 王说，这种理解可以推动一场新的高速计算和信息技术的“量子革命”
“这是将这个奇异的量子世界应用于现实生活的一种方式，”王说
超导体的光控 该项目采用三管齐下的方法来访问和理解超导体中隐藏的特殊性质，如希格斯模式: 王的研究小组使用一种叫做量子太赫兹光谱的工具来观察和控制电子对在超导体中的运动
该工具使用激光闪光作为控制旋钮来加速超电流，并获得新的和潜在有用的物质量子状态
Eom的团队开发了一种合成技术，这种技术可以生产出高质量的铁基超导体晶体薄膜，从而揭示希格斯模式
赫尔斯特伦的团队开发了铁基超导薄膜开发的沉积源
佩拉基斯的团队领导了量子模型和理论的发展，以解释实验结果，并模拟希格斯模式的显著特征
该研究得到了国家自然科学基金对王的资助以及美国政府对Eom和Perakis的资助
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能源部
“跨学科科学是这里的关键，”佩拉克斯说
“我们有量子物理、材料科学和工程、凝聚态物理、激光和光子学，灵感来自基础物理、高能物理和粒子物理
" 所有这些领域的研究人员都有很好的实际理由在这个项目上合作
在这种情况下，来自四个研究小组的学生和他们的顾问一起完成了这个发现
“科学家和工程师，”王在一份研究总结中写道，“最近开始意识到某些材料，如超导体，具有可以在量子信息和能源科学中应用的特性，例如
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、处理、记录、存储和通信
"
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