##最新研究表明,电子有望被再分为三种粒子( 四 )


##最新研究表明,电子有望被再分为三种粒子
文章图片

文章图片

实验小组领导托斯登·施密特说:“这些实验不仅需要很强的X射线 , 把能量收缩在极狭窄范围 , 才能对铜原子的电子产生影响 , 还要有极高精度的X射线探测仪 。”
“这是首次观察到电子分成了独立的自旋子和轨道子 。现在我们知道了怎样找到它们 。下一步是同时产生出空穴子、自旋子和轨道子来 。”理论小组领导杰罗恩·范德·布林克说 , “在材料中 , 这些准粒子能以不同的速度、完全不同的方向运动 。这是因为它们被限制在材料中时 , 性质就像波 。当被激发时 , 波分裂为多个 , 每个携带电子的不同特征 , 但它们不能在材料以外独立存在 。”
观察到电子分裂将对一些前沿领域产生重要影响 , 如高温超导和量子计算机 。Sr2CuO3中的电子和铜基超导材料中的电子有着相似的性质 , 该研究为高温超导研究提供了一条新途径 。此外 , 研究轨道子有助于开发量子计算机 。“同时用自旋子和轨道子来编码和操控信息 , 这可能是未来发展的方向 。”英国牛津大学物理学家安德鲁·波斯罗伊德说 , “量子计算机的一个主要障碍是量子效应会在完成计算之前被破坏 。而轨道子的跃迁速度只要几飞秒(1飞秒=10的负15次方秒) , 这样的速度为制造现实量子计算机带来了更多机会 。”
##最新研究表明,电子有望被再分为三种粒子
文章图片

文章图片

读到这里 , 你怎么理解这个实验?不太好理解 , 看时间是2012年的央视新闻 , 电子分裂实验 , 应该是诺奖级别的实验 。所以对于该新闻还是要有谨慎态度 。
因为这是一种激发过程 , 激发就难免碰撞和能量的交互 。那么如何排除不是光子或其他能量的效应 。这一点要考虑进去 。你仔细读读这句话“在材料中 , 这些准粒子能以不同的速度、完全不同的方向运动 。这是因为它们被限制在材料中时 , 性质就像波 。当被激发时 , 波分裂为多个 , 每个携带电子的不同特征 , 但它们不能在材料以外独立存在 。”
它这个描述甚至连想象的余地都没有 。你试着去想象一下 , 就会觉得痛苦 。这三种空穴子、自旋子和轨道子是准粒子 , 那就不是粒子 。无论是不是 , 它不能在材料外独立存在 , 这就是说没有直接捕获 。也就是电子的分裂是捕获的分裂迹象 。我这样描述的时候 , 大家是不是也觉得不好理解 。
电子可以再分的一个启发是 , 其他基本粒子也可以再分 。其实我倒觉得物理学家反复去创造一些类似于上面这些“子”概念 , 会使得物理越走越难 。因为这些概念 , 其实并不简洁 。
再思考一下 , 电子可以分为三个类型的粒子 。空穴子、自旋子和轨道子 。问题来了 , 空穴子携带电子电荷 , 那么空穴子这种准粒子本身还具有自旋和轨道性质吗?如果不具有 , 该如何想象?如果具有 , 那么该如何理解?所以我说这个不好理解 。
如果电子可以实实在在分裂为这三个粒子 , 那就是一种新发现 , 新粒子的出现 。如果不能脱离材料外出现 , 连观测都会不容易 。那么理论明确化 , 就会受到制约 。
还有该理论和夸克理论 , 似乎有相似之处 。因为我们目前也没有观测到独立的夸克 。所以电子可再分的意义 , 以及问题 , 其实有很多很多的 。
最后强调 , 电子再分 , 不是说分裂成了三个实粒子 , 而是准粒子 。准粒子大多是为了简化系统的描述 , 而提出的粒子 , 并不真实 。但它有可观测的迹象 。试想一下 , 如果真的电子再分为三个粒子 , 那么该实验一定是诺奖级别的 , 一定会轰动世界 。
##最新研究表明,电子有望被再分为三种粒子


推荐阅读