全新量子材料“外爾—近藤半金屬”問(wèn)世

全新量子材料“外爾—近藤半金屬”問(wèn)世

具有“外爾費(fèi)米子”特質(zhì) 可用于量子計(jì)算等領(lǐng)域

據(jù)英國(guó)《獨(dú)立報(bào)》近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)萊斯大學(xué)和奧地利維也納技術(shù)大學(xué)的研究人員聯(lián)合研制出一種全新的材料——“外爾—近藤半金屬”(Weyl-Kondo semimetal)，其屬于量子材料這一物質(zhì)類別，可用于量子計(jì)算等領(lǐng)域。

量子材料擁有一些很“詭異”的屬性，有些屬性或許可在未來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新包括量子計(jì)算等領(lǐng)域“大展拳腳”，不過(guò)，研究人員并沒(méi)有真正弄懂這些材料的工作原理。

牛津大學(xué)量子材料科學(xué)家阿馬利亞·科爾代亞并沒(méi)有參與新研究，他在接受采訪時(shí)解釋說(shuō)：“量子材料中的‘量子’這一單詞意味著，這些材料擁有一些無(wú)法由經(jīng)典物理學(xué)，而只能用量子力學(xué)來(lái)進(jìn)行解釋的屬性。一般而言，這些物質(zhì)的組成成分之間擁有非常強(qiáng)的相互作用，我們并不知道這些物質(zhì)會(huì)有什么屬性，也無(wú)法預(yù)測(cè)。”

由于科學(xué)家們目前并沒(méi)有相關(guān)理論工具來(lái)預(yù)測(cè)量子材料的行為，因此，一般而言，他們會(huì)先在實(shí)驗(yàn)室里制造出此類物質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，研究其屬性。

新材料的“橫空出世”也是如此。在最新研究中，維也納技術(shù)大學(xué)希爾克·標(biāo)樂(lè)-帕邢團(tuán)隊(duì)對(duì)金屬鈰、鉍、鈀進(jìn)行特定組合，制造出了新結(jié)構(gòu)，然后，他們對(duì)這一新結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；而萊斯大學(xué)的團(tuán)隊(duì)從理論研究角度認(rèn)識(shí)到，最新發(fā)現(xiàn)或許可以制造出全新材料。

萊斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)表示，他們的建模顯示新結(jié)構(gòu)的質(zhì)量可以在電子質(zhì)量的1000倍到零之間變化，這是“外爾費(fèi)米子”的典型特質(zhì)，外爾費(fèi)米子是科學(xué)家于80多年前提出的一種粒子。由于這些粒子產(chǎn)生的原因是所謂的“近藤效應(yīng)”，因此他們將新材料命名為“外爾—近藤半金屬”。研究人員表示，盡管目前還并不清楚新材料的屬性和用途，但其無(wú)疑可用于量子計(jì)算領(lǐng)域。

總編輯圈點(diǎn)

19世紀(jì)末期，很多科學(xué)家認(rèn)為物理學(xué)已大功告成，研究這門學(xué)科很難再有什么作為。到1900年，開爾文勛爵發(fā)表著名演講稱，“在經(jīng)典物理學(xué)這片藍(lán)天上有兩朵烏云讓我們感到不安”。這兩朵烏云最終釀成巨大風(fēng)暴，并引出了現(xiàn)代科學(xué)的兩大基石：相對(duì)論和量子力學(xué)。100多年過(guò)去，兩朵烏云帶來(lái)的風(fēng)暴并未停止。如今科學(xué)家研究出新的量子材料，卻依然不了解它的性能。諸如此類的無(wú)數(shù)新困惑只能說(shuō)明，任何一門科學(xué)都不可能“大功告成”，只會(huì)擁有更多未知疆域。（科技日?qǐng)?bào)訊   記者劉霞)