冲绳科学技术研究所 丁字微通道装置由三个储槽组成，三个储槽之间有丁字连接
学分:冲绳科技学院 如果你看到人们走在街上，来到一个十字路口，很难预测他们会朝哪个方向走
但是，如果你看到人们坐在不同的船上，顺流而下，水流分成两个通道，很可能大部分，如果不是全部的话，会被带到一个通道，那个水流更强的通道
冲绳科学技术研究生院(OIST)量子动力学部门的科学家正在研究类似的东西，但他们的研究规模要小得多
他们正在进行实验来观察电子的运动是如何受到流体的影响的
这项研究发表在《物理评论快报》上
丹尼斯·康斯坦蒂诺夫教授是这个小组的负责人，他用一根电线演示了这个概念
“如果我们让电流通过一根电线，那么我们就知道电子会从一端移动到另一端
如果我们把电线分成两半，一半的电子会流向一边，另一半会流向另一边
" 这是因为欧姆定律，一个物理定律，它指出电流与电压成正比，与电阻成反比，所以如果电阻均匀分布在两个通道之间，一半的电子将沿着每个通道流动
“但是，”康斯坦蒂诺夫教授解释道
“如果电子位于液体中，而不是固体中，它们可能会违反欧姆定律
这就是我们想要衡量的
" 当一个电子处于超流氦中时，它会被困在流体的一个凹坑中，形成一个双极化子
科学家想知道这是否会改变电子的行为
学分:冲绳科技学院 这个理论来自极化子的概念，极化子是一个被它所在的介质云“包裹”的电子
这使得它更重、更慢，并改变了它的行为
以前极化子是根据固体中的离子晶体来讨论的，但在液体中很少讨论
研究人员使用超流氦，它有几个独特的特性
例如，当温度降到绝对零度时，任何其他液体都会冻结，它保持液态，表现得像零粘度或无阻力的流体
电子只能坐在上面，而不能下沉
因此，它为研究人员提供了一个二维电子系统
他们创造了一个微米级的微小结构，由三个由丁字接头连接的容器组成，并把这个结构稍微浸没在超流氦中
当电子移动并扰乱液体时，它们会产生毛细波或波纹
在高电子密度下，电子被捕获在波浪的浅凹中
这些极化子与传统的极化子略有不同，因此研究人员称它们为双极化子，其灵感来自于它们与水面波纹的相似性
“欧姆定律表明电子应该在丁字结处分裂，”康斯坦蒂诺夫教授说，“但是，由于动量守恒，流体应该沿着直线流动。”
我们的理论是，三极化子——被俘获的电子——会违反欧姆定律，并且都被带到同一个方向
" 双极化子继续直线运动，而不是在结处分裂，这是电子的正常行为
学分:冲绳科技学院 研究人员施加了一个电场，将三极化子移出左水库
当他们沿着河道移动时，他们来到了交汇处，他们可以转弯，走到旁边的水库，也可以一直走到右边的水库
正如研究人员预测的那样
遵循动量守恒而不是欧姆定律，三极化子从左水库一直延伸到右水库
然而，这种违法行为只发生在某些情况下
电子的密度必须很高，否则不会形成双极化子，温度必须很低，否则波会很快消失
当研究人员以相反的方向进行实验时，他们发现了同样的单向运动，但是当他们将电子从侧池中取出时，他们发现双极化子会撞击到顶部的壁上，波会消失，[现在自由的]电子会再次遵循欧姆定律
虽然有理解电子如何运行的应用，这个实验主要是由好奇心驱动的
“我们想知道电子是如何被它们所处的介质影响的，”康斯坦蒂诺夫教授说，“对我们来说，这是一个激动人心的发现
但是理解这些特性也很重要
流体中的电子在构建量子位时可能是有用的，量子位是构成量子计算机的微小部件
如果我们能利用流体中的电子来制造量子位，我们就能为计算机创造一个灵活的、可移动的架构
"
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