導(dǎo)語:一支國際科學(xué)家小組在對新材料外爾半金屬進(jìn)行觀測時，發(fā)現(xiàn)了奇異的量子異常現(xiàn)象，他們曾一度以為這種現(xiàn)象只能由愛因斯坦相對論闡述的時空扭曲引發(fā)。研究論文的主執(zhí)筆人約翰尼斯·古斯表示：“這是我們首次在地球上通過實驗手段觀測到量子異常，對于了解宇宙具有非常重要的意義。現(xiàn)在，我們能夠制造基于這種量子異常情況的新式固態(tài)設(shè)備，從而避免晶體管等經(jīng)典電子設(shè)備的一些固有問題，這也是我們以前從未想到過的一種進(jìn)步。” 現(xiàn)代物理學(xué)提出了一系列有關(guān)現(xiàn)實世界的怪異的、違反直覺的觀念和理論，尤其是有關(guān)于量子物理學(xué)。在量子物理世界，物體會處于奇異的疊加狀態(tài)，例如大名鼎鼎的“薛定諤的貓”。根據(jù)這一假設(shè)，箱中之貓?zhí)幱凇八馈畀B加態(tài)”（既死了又活著），要等到打開箱子看貓一眼才能判定它的生死。有時候，量子力學(xué)更具有決定性，甚至是破壞性。“對稱性”是物理學(xué)家心中的圣杯。對稱性意味著，我們能夠以一種確定方式改變一個物體，同時讓它處于“不變”狀態(tài)。例如，一個圓球可以朝著任意角度旋轉(zhuǎn)，但看上去始終一樣，物理學(xué)家將其稱之為旋轉(zhuǎn)下的對稱性。通常一旦確定一個物理系統(tǒng)的對稱性，便可預(yù)測其動力學(xué)變化。但有的時候，量子力學(xué)定律會破壞對稱性，這在物理學(xué)家看來也非常怪異，通常稱之為“異常”。在量子異常的研究史上，這種現(xiàn)象差不多僅限于基本粒子物理學(xué)。有很多巨型加速器實驗室正在開展這方面的研究，例如歐洲核子研究組織的大型強(qiáng)子對撞機(jī)。如今，類似3D石墨烯的新材料外爾半金屬也使得我們將破壞對稱性的量子異常應(yīng)用于日常現(xiàn)象，比如產(chǎn)生電流。文章由企鵝科學(xué)和科普中國聯(lián)合推出轉(zhuǎn)載請注明來自“科普中國”

驚喜發(fā)現(xiàn)！科學(xué)家首次在地球上觀測到量子異常

圖文簡介

一支國際科學(xué)家小組在對新材料外爾半金屬進(jìn)行觀測時，發(fā)現(xiàn)了奇異的量子異常現(xiàn)象，他們曾一度以為這種現(xiàn)象只能由愛因斯坦相對論闡述的時空扭曲引發(fā)。研究論文的主執(zhí)筆人約翰尼斯·古斯表示：“這是我們首次在地球上通過實驗手段觀測到量子異常，對于了解宇宙具有非常重要的意義。現(xiàn)在，我們能夠制造基于這種量子異常情況的新式固態(tài)設(shè)備，從而避免晶體管等經(jīng)典電子設(shè)備的一些固有問題，這也是我們以前從未想到過的一種進(jìn)步。”