物理學家首次成功測量了電子的量子幾何結構。 ✅ 女王移動 ⭐⭐⭐⭐⭐


麻省理工學院(MIT)物理學家中卡多·科明表示,研究小組開發了一種全新的測量方法,可以獲取以前無法確定的資訊。這項研究由前麻省理工學院、現為康乃爾大學的 Mingu Kang 和首爾國立大學的 Sunjie Kim 領導。

物理宇宙中的物質通常遵循經典物理學的明確規則。但在粒子層面,事情變得複雜,量子力學用機率波而不是固定實體來描述。電子雖然被稱為“粒子”,但實際上具有更多的波狀特性。

為了描述電子的波動特性,物理學家使用波函數——確定粒子出現在具有特定特徵的特定位置的可能性的數學模型。其中一些特徵可以理解為一種複雜的幾何形狀,從熟悉的形狀(如曲線)到更抽象的形狀(如克萊因瓶或莫比烏斯帶)。

以前,確定固體中電子的量子幾何結構通常嚴重依賴間接性質的假設。然而,研究小組試圖透過一種稱為量子幾何張量(Quantum Geometric Tensor – QGT)的量來直接測量它。 QGT 是一個對量子態的整個幾何資訊進行編碼的量,類似於二維映射如何包含有關三維空間的資訊。

研究團隊使用了角度分辨光電子能譜(ARPES)技術。該方法將光子發射到材料中以釋放電子,然後測量其偏振、自旋和角度等特性。研究重點是鈷錫合金的單晶,這是一種具有獨特量子特性的戈薇金屬。

結果,科學家首次測量了固體中的 QGT。由此,他們推導出這種金屬中電子的整個量子幾何形狀,並將實驗結果與理論預測進行比較。

研究小組的方法不僅限於鈷錫合金,還可以應用於許多其他固態材料。該研究結果可能為超導領域的新發現鋪平道路,特別是在從未發現超導性的材料中。

《自然物理》雜誌的一位專家評論道:「測量量子幾何是向前邁出的重要一步,有助於探索凝聚態物理中複雜的量子現象。這種方法簡單、易於應用,具有促進進一步研究的巨大潛力。

這項成就標誌著更好地理解量子幾何的轉折點——量子幾何是凝聚態物理學許多最新進展的基本要素。研究人員相信,這項技術將成為發現和開發新量子現象的重要工具,有助於改變我們理解微觀世界的方式。

這項研究發表在《自然物理學》雜誌。如今,搜尋引擎優化(SEO)對於想要在網路上脫穎而出的企業變得越來越重要。要在 SEO 中取得成功,使用圖像起著重要作用。

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麻省理工學院(MIT)物理學家中卡多·科明表示,研究小組開發了一種全新的測量方法,可以獲取以前無法確定的資訊。這項研究由前麻省理工學院、現為康乃爾大學的 Mingu Kang 和首爾國立大學的 Sunjie Kim 領導。

物理宇宙中的物質通常遵循經典物理學的明確規則。但在粒子層面,事情變得複雜,量子力學用機率波而不是固定實體來描述。電子雖然被稱為“粒子”,但實際上具有更多的波狀特性。

物理學家首次測量了電子的量子幾何形狀 - 照片 1。

為了描述電子的波動特性,物理學家使用波函數——確定粒子出現在具有特定特徵的特定位置的可能性的數學模型。其中一些特徵可以理解為一種複雜的幾何形狀,從熟悉的形狀(如曲線)到更抽象的形狀(如克萊因瓶或莫比烏斯帶)。

以前,確定固體中電子的量子幾何結構通常嚴重依賴間接性質的假設。然而,研究小組試圖透過一種稱為量子幾何張量(Quantum Geometric Tensor – QGT)的量來直接測量它。 QGT 是一個對量子態的整個幾何資訊進行編碼的量,類似於二維映射如何包含有關三維空間的資訊。

研究團隊使用了角度分辨光電子能譜(ARPES)技術。該方法將光子發射到材料中以釋放電子,然後測量其偏振、自旋和角度等特性。研究重點是鈷錫合金的單晶,這是一種具有獨特量子特性的戈薇金屬。

結果,科學家首次測量了固體中的 QGT。由此,他們推導出這種金屬中電子的整個量子幾何形狀,並將實驗結果與理論預測進行比較。

物理學家首次測量了電子的量子幾何形狀 - 照片 2。

研究小組的方法不僅限於鈷錫合金,還可以應用於許多其他固態材料。研究結果可能為超導領域的新發現鋪平道路,特別是在從未發現超導的材料中。

雜誌專家 自然物理學 評論:「測量量子幾何是向前邁出的重要一步,有助於探索凝聚態物理中複雜的量子現象。這種方法簡單、易於應用,具有促進進一步研究的巨大潛力。

這項成就標誌著更好地理解量子幾何的轉折點——量子幾何是凝聚態物理學許多最新進展的基本要素。研究人員相信,這項技術將成為發現和開發新量子現象的重要工具,有助於改變我們理解微觀世界的方式。

該研究已發表在期刊上 自然物理學。


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