中國科學(xué)院捕捉“幽靈粒子”，手機(jī)電池可期一年一充

中國的一個(gè)研究小組聲稱，他們成功捕捉到一種困擾物理學(xué)家近一個(gè)世紀(jì)的“幽靈粒子”（即外爾費(fèi)米子）。港媒報(bào)道，這項(xiàng)突破性的發(fā)現(xiàn)將極大地推進(jìn)未來技術(shù)的發(fā)展，例如比目前的超級計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度更快的量子計(jì)算機(jī)以及能夠?qū)崿F(xiàn)一年一充電的智能手機(jī)。

 

中國科學(xué)院在其網(wǎng)站上發(fā)表聲明稱，經(jīng)過多年研究，中國科學(xué)院物理研究所方忠教授帶領(lǐng)的研究小組證實(shí)了外爾費(fèi)米子的存在。

 

 

 

 

1929年，德國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家赫爾曼·外爾最先提出了這種無質(zhì)量的粒子——外爾費(fèi)米子。參與該項(xiàng)目的研究員翁紅明在接受本報(bào)采訪時(shí)說：“你可以將它想象成一個(gè)極小的、只有一個(gè)磁極的磁棒。”

 

翁紅明說，在自然界中，無論你將磁鐵切割成多小，它始終都帶有南北兩個(gè)磁極，磁場在磁極之間流動。作為僅有一個(gè)磁極且沒有質(zhì)量的粒子，外爾費(fèi)米子能夠完成諸多當(dāng)前科技不可企及的任務(wù)。

 

外爾費(fèi)米子的發(fā)現(xiàn)給智能手機(jī)帶來的影響尤其顯著，可以解決智能電子設(shè)備待機(jī)時(shí)間短、電量消耗快的問題。

 

當(dāng)前的電子設(shè)備充電套路是電子流通過電線和電路進(jìn)入設(shè)備。這些粒子不僅笨重、不易控制，還會導(dǎo)致能量流失。如果我們用外爾費(fèi)米子將之置換掉，一個(gè)費(fèi)米子裝置就能夠保證電流幾乎不流失，并且能保證在幾乎不損耗能源的情況下完成高功率計(jì)算。

 

含有外爾費(fèi)米子的材料能夠充當(dāng)超導(dǎo)體，因而也可應(yīng)用到量子物理學(xué)領(lǐng)域。這種材料能夠保持長時(shí)間的量子態(tài)，而不受或很少受到外部世界的影響，這使它成為打造一臺實(shí)用、高容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的熱門材料。

 

制造這樣一臺設(shè)備所面臨的最大挑戰(zhàn)就是過去曾被用來進(jìn)行量子計(jì)算的光子等粒子的量子態(tài)所具有的脆弱性。電磁干擾或物理干擾可以輕松地導(dǎo)致粒子失去或改變量子態(tài)，并打亂它們本應(yīng)進(jìn)行的計(jì)算。

 

翁紅明說：“不幸的是，外爾費(fèi)米子這樣精美的粒子并不存在于我們的三維世界里。只能在另一個(gè)與我們這個(gè)世界‘相反’的世界里尋到它的芳蹤。”

 

為了能夠找到它，全世界的科學(xué)家爭相創(chuàng)造可能存在外爾費(fèi)米子的人工環(huán)境。

 

去年12月，方忠的研究小組發(fā)表的一篇論文預(yù)測稱，這個(gè)難以捕捉到的幽靈粒子可在人造材料鉭砷中發(fā)現(xiàn)。

 

四個(gè)月后，該研究小組宣布，他們通過向鉭砷晶體發(fā)射同步輻射光源首次檢測到外爾費(fèi)米子。

 

翁紅明說：“我們這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)并未使用大型粒子對撞機(jī)，從這個(gè)角度來看，這個(gè)實(shí)驗(yàn)相當(dāng)令人激動。它給我們帶來了希望，即不通過大型設(shè)備也能實(shí)現(xiàn)重大發(fā)現(xiàn)。”