科学家创造出奇怪的量子“城墙”，或将带来新的量子技术

近日，芝加哥大学的科学家们在实验室制造出一种新的量子物体—量子“域墙”。这一发现可以帮助研究人员更好地了解奇异的量子粒子，并为未来的新技术提供途径，例如量子电子学或量子存储器。

研究过程中，Cheng Chin教授带领的团队注意到，原子在极低温度下发生了一个有趣的现象。即在适当的条件下，原子组可以分离成域，并在它们相遇的交界处形成“墙”。这个“域墙”表现得像一个独立的量子物体。

论文第一作者Yao Kaixuan表示，它有点像沙漠中的沙丘—沙丘由沙子组成，但沙丘就像一个物体，因为其行为与单个沙粒不同。

此前，科学家们已经在量子材料中看见过这些“域墙”。但是，他们无法可靠地对其进行分析。而在新研究中，芝加哥大学的物理学家通过制造并仔细研究“域墙”，观察到了令人惊讶的行为。

Cheng Chin教授说：“众所周知，如果把原子向右推，它们会向右移动。但在这里，如果你把‘域墙’向右推，它会向左移动。”

这些“域墙”被称为一类“涌现”现象。这意味着由于许多粒子作为一个集体共同作用，它们似乎遵循新的物理定律。

Chin的实验室研究这些新兴现象，认为它们可以揭示一组称为动态规范理论的定律。该定律描述了材料和早期宇宙中的涌现现象，同样的现象使第一批粒子聚集在一起，形成星系、恒星和行星。

这一领域的突破也可以实现新的量子技术。科学家之所以对这些行为进行分类，部分原因是它们可以成为未来技术的基础。例如，现代GPS 的基础源于20世纪50年代的科学家试图验证爱因斯坦的相对论。

该研究论文题为“Domain-wall dynamics in Bose–Einstein condensates with synthetic gauge fields”，已发表在《自然》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04250-3

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