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當光和單個電子“綁”在一起會發生什么?
發布時間:2016-08-09
  •   據英國帝國理工學院(ICL)官網消息,該校研究人員表示,通過將光和單個電子“綁”在一起,或可制造出一種新形式的“耦合”光,其擁有光和電子的屬性,有助科學家們研制出用光而非電子工作的電路,以及在可見尺度上研究量子物理現象。

      在普通物質中,光會與物質表面和內部的全套電子相互作用。但通過使用理論物理學對光和最新發現的拓撲絕緣體新材料的行為進行建模,ICL的科學家們發現,光只能同物質表面的一個電子相互作用,從而制造出一個結合了光和電子某些屬性的耦合物。

      正常情況下,光沿著直線行進,但當與電子“綁”在一起時,它將不再沿著既定路徑而是沿著物質表面行進。在最新研究中,文森佐·賈尼尼博士和同事在一個由拓撲絕緣體制成的納米粒子周圍,對這一相互作用進行了建模。他們的模型表明,就像光會表現出電子的屬性并圍繞電子旋轉那樣,電子也會表現出光的某些屬性。

      一般情況下,當電子沿著電路行進時,如果遇到瑕疵它們會停止。然而,在最新研究中,賈尼尼團隊發現,即使納米粒子的表面有瑕疵,電子仍然能夠在光的幫助下向前行進。

      研究人員表示,如果這一屬性能被用于電子電路中,那么得到的電路將更加堅固耐用,而且對于破壞和物理瑕疵也不那么敏感。

      賈尼尼補充說,利用現有技術,他們應該能夠在實驗中觀察到這一現象,該團隊目前正同實驗物理學家們攜手使其成為現實。他相信,這一過程將有助于科學家們制造出新形式的光,這種光能升級,使這一現象更容易被觀察到。

      目前,量子現象只有在觀察極小或被冷卻到極低溫度的物體時才能被看到,但發表在最新一期《自然·通信》雜志上的這一最新研究,或許使科學家們能在室溫下研究這些量子現象。

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