中国科学家捕捉到"幽灵粒子" 手机待机可一年
香港媒体称,一个中国研究团队声称他们成功捕获了一个困扰物理学家近一个世纪的“幽灵粒子”(即费米子)。
香港《南华早报》7月23日报道称,这一突破性发现将极大地推动未来技术的发展,比如运行速度超过当前超级计算机的量子计算机和一年充电一次的智能手机。
中国科学院在其网站上发表声明称,经过多年的研究,中国科学院物理研究所的钟芳教授领导的研究小组已经证实了费米子的存在。
1929年,德国数学家和物理学家赫尔曼·威尔首次提出了这种无质量粒子——威尔·费米子。参与该项目的研究员翁宏明在接受本报采访时说:“你可以把它想象成一个只有一个磁极的非常小的磁棒。”
翁宏明说,在自然界中,无论磁铁切割得多小,它总是有两个磁极,北极和南极,磁场在磁极之间流动。作为一个只有一个磁极而没有质量的粒子,费米子可以完成许多当前技术无法完成的任务。
费米子的发现对智能手机有着特别重大的影响,它可以解决智能电子设备待机时间短、功耗快的问题。
电子设备的电流充电程序是电流通过电线和电路进入设备。这些粒子不仅体积庞大,难以控制,还会导致能量损失。如果我们用费米子代替它,费米子装置可以确保几乎没有电流损失,并且在几乎没有能量损失的情况下完成高功率计算。
包含外费米子的材料可以作为超导体,因此也可以应用于量子物理领域。这种材料可以在不受外界影响的情况下长时间保持量子态,这使得它成为构建实用、高容错量子计算机的热门材料。
制造这种装置的最大挑战是粒子量子态的脆弱性,例如过去用于量子计算的光子。电磁干扰或物理干扰很容易导致粒子丢失或改变量子态,并干扰它们的计算。
翁宏明说:“不幸的是,像费米子这样的微粒并不存在于我们的三维世界中。它只能在另一个与我们“相反”的世界中找到。
为了找到它,全世界的科学家都在努力创造一个费米子可能存在的人工环境。
钟芳研究小组去年12月发表的一篇论文预测,这种难以捉摸的幽灵粒子可以在人造材料钽砷中找到。
四个月后,研究小组宣布,他们通过向钽砷晶体发射同步辐射首次探测到了费米子。
翁宏明说:“在这个发现中,我们没有使用大粒子对撞机。从这个角度来看,这个实验相当令人兴奋。这给我们带来了希望,我们可以在没有大型设备的情况下实现重大发现。”