什麼是準粒子?
(丹尼爾·格里澤爾/數位視覺/蓋蒂圖片社)
準粒子是粒子以類似粒子的方式運作的量子特性的集合。
與電子和夸克等基本物質不同,準粒子不屬於標準型號。 與中子、質子、甚至原子和分子不同,它們不是在自由空間中自行漂浮的獨立結構。
不過,與基本粒子類似,準粒子也具有電荷和自旋等基本屬性。 例如,「電子準粒子」與其電子成分具有相同的自旋和電荷,但與其他量子影響相結合,其質量可能截然不同。
理論模型發現基本上不死的準粒子的例子。 雖然某種形式的腐爛是不可避免的,但相同的粒子可以像鳳凰一樣從灰燼中涅槃重生,讓這個循環無限期地持續下去。
準粒子的歷史
第一個描述這些「有點但不是真正的粒子」的研究人員是俄羅斯物理學家列夫·蘭道。
在研究液態氦奇怪的超流體行為時,朗道將流體的活動與稱為修飾粒子的量子概念連結起來。 這些是裸粒子(例如電子),結合了量子場中其他激發的特徵,例如光子或與正電子的相互作用。
從那時起,我們對準粒子概念的理解突飛猛進。 雖然它們的形成已在理論上得到了廣泛的描述,但直到 2016 年科學家能夠測量和觀察這些超快、短暫的即時現象的例子。
準粒子可以發揮重要作用理解超導,以及某些類型的未來量子計算技術。
準粒子的例子
極化子:移動的電子與周圍原子相互作用,透過極化雲屏蔽其電荷。
激子:電子與電荷“間隙”結合,稱為“間隙”電子電洞。
馬約拉納費米子:一種帶中性電荷的準粒子,同時被視為粒子及其自身的反粒子。
聲子:聲波的量子等效物,或經由整齊晶體排列的原子的振動。
所有基於主題的文章在發佈時均由事實檢查人員確定是正確且相關的。 作為編輯決定,文字和圖像可能會被更改、刪除或添加,以保持資訊最新。