全新量子材料“外爾—近藤半金屬”問世

具有“外爾費米子”特質 可用於量子計算等領域

據英國《獨立報》近日報道，美國萊斯大學和奧地利維也納技術大學的研究人員聯合研製出一種全新的材料——“外爾—近藤半金屬”(Weyl-Kondo semimetal)，其屬於量子材料這一物質類別，可用於量子計算等領域。

量子材料擁有一些很“詭異”的屬性，有些屬性或許可在未來的技術創新包括量子計算等領域“大展拳腳”，不過，研究人員並沒有真正弄懂這些材料的工作原理。

牛津大學量子材料科學家阿馬利亞·科爾代亞並沒有參與新研究，他在接受採訪時解釋説：“量子材料中的‘量子’這一單詞意味著，這些材料擁有一些無法由經典物理學，而只能用量子力學來進行解釋的屬性。一般而言，這些物質的組成成分之間擁有非常強的相互作用，我們並不知道這些物質會有什麼屬性，也無法預測。”

由於科學家們目前並沒有相關理論工具來預測量子材料的行為，因此，一般而言，他們會先在實驗室裏製造出此類物質，並對其進行測量，研究其屬性。

新材料的“橫空出世”也是如此。在最新研究中，維也納技術大學希爾克·標樂-帕邢團隊對金屬鈰、鉍、鈀進行特定組合，製造出了新結構，然後，他們對這一新結構進行實驗；而萊斯大學的團隊從理論研究角度認識到，最新發現或許可以製造出全新材料。

萊斯大學團隊表示，他們的建模顯示新結構的品質可以在電子品質的1000倍到零之間變化，這是“外爾費米子”的典型特質，外爾費米子是科學家于80多年前提出的一種粒子。由於這些粒子産生的原因是所謂的“近藤效應”，因此他們將新材料命名為“外爾—近藤半金屬”。研究人員表示，儘管目前還並不清楚新材料的屬性和用途，但其無疑可用於量子計算領域。

總編輯圈點

19世紀末期，很多科學家認為物理學已大功告成，研究這門學科很難再有什麼作為。到1900年，開爾文勳爵發表著名演講稱，“在經典物理學這片藍天上有兩朵烏雲讓我們感到不安”。這兩朵烏雲最終釀成巨大風暴，並引出了現代科學的兩大基石：相對論和量子力學。100多年過去，兩朵烏雲帶來的風暴並未停止。如今科學家研究出新的量子材料，卻依然不了解它的性能。諸如此類的無數新困惑只能説明，任何一門科學都不可能“大功告成”，只會擁有更多未知疆域。（科技日報訊   記者劉霞)