作者莎拉·佩林,洛桑联邦理工学院 信用:EPFL/QMAT 在材料科学领域,有时主要的发现可以在意想不到的地方找到
EPFL量子材料实验室的研究人员在研究一种锂磷石的电阻率时发现,他们样品中的电子并不完全符合预期
当施加磁场时,电子保留了其波状性质的特征,即使在相对较高的温度条件下也可以观察到,并且以相对较大的尺寸出现
这些与几个研究机构合作获得的令人惊讶的结果可能被证明是有用的,例如在量子计算的探索中
这项研究将于今天发表在著名的《科学》杂志上
为了理解这一发现的意义,我们需要把自己想象成原子的微小尺度
在这个尺度上,我们看到金属——尽管我们通常认为它们相当致密——实际上是由原子周围的大量空白空间组成的
当电子在这些间隙空间中运动时,它们具有双重性质,既表现为粒子,也表现为波
通常它们在金属线中的运动很好地被它们类似粒子的方面捕捉到,因为它们类似波的性质太微弱,并且被各种其他相互作用所掩盖
只有在非常特殊的实验室条件下,特别是在非常低的温度下,理查德·韦伯和他的同事们的实验才发现了金属中电子的波动特征
所研究的样品是二氧化钴,它的电子结构几乎是二维的,非常纯净,在化学中用作催化剂
研究人员惊讶地观察到一种新型振荡,当样品受到磁场作用时,这种振荡显示出显著的相干长度
当试图保存量子态时,这种相干性是很重要的,根据物理学的基本原理,这种相干性发生的条件是不可能的
在这种情况下,它们在高达60开尔文的温度和高达12微米的长度尺度下被注意到
学分:洛桑联邦理工学院 “它是巨大的!” “这真是令人惊讶,”EPFL量子材料实验室的负责人菲利普·摩尔说
“这是首次在如此大的一块金属上观察到这种量子效应
十二微米可能看起来很小,但对于原子的尺寸来说,它是巨大的
这是生物生命的长度尺度,比如藻类和细菌
" 下一步将是试图更好地理解这种现象在这种规模下是如何可能的
但是研究人员已经在想象大量的可能性,特别是在量子计算领域
来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!