科学家首次观察到了准粒子- 在某些固体中实时观察到的奇怪现象，这是物理学家几十年来一直在努力做到的事情。
这不仅对物理世界来说是一件大事，而且这项成就可能会改变我们构建超快电子设备的方式，并可能导致量子处理器的发展。
但什么是？ 它不是一个物理粒子，而是一个用于描述在非常奇特的设置中发生的一些奇怪现象的概念 - 具体来说，多体量子系统， 或者固态材料。
一个例子是电子穿过固体。 当电子行进时，由于其电荷，它在其环境中产生极化。 这种“极化”云跟随电子穿过材料，它们一起可以被描述为准粒子。
“你可以把它想象成粉雪天的滑雪者，”研究人员之一鲁道夫·格林解释说，来自奥地利因斯布鲁克大学。 “滑雪者被雪晶云包围。它们一起形成一个系统，其特性与没有雪晶云的滑雪者不同。”
它们的形成已在理论模型中得到广泛描述，但实时测量和观察它们一直是一个真正的挑战。 这是因为准粒子现象不仅发生在很小的范围内，而且持续时间短得令人难以置信。
“这些过程仅持续阿秒，这使得对其形成的时间分辨观察变得极其困难，”格林说。
从这个角度来看，1 阿秒是十亿分之一秒。 这意味着 1 阿秒等于 1 秒，1 秒等于约317.1亿年- 所以，是的，这相当快。
但团队设法想出了一种方法来稍微减慢这一过程。
在真空室内，他们使用激光捕获技术创造了一种由锂原子和中心的少量钾原子样本组成的超冷量子气体。
然后，他们使用磁场来调整粒子的相互作用，创造出一种称为费米极化子的准粒子，它基本上是嵌入锂云中的钾原子。
在正常系统中，这些准粒子的形成大约需要 100 阿秒，但由于超冷量子气体，该团队能够减慢速度，并首次见证了它的发生。
“我们以低得多的密度模拟了相同的物理过程，”格林说。 “在这里，极化子的形成时间为几微秒。”
现在的目标是弄清楚如何不仅观察这些准粒子，而且实际测量它们，以便我们找到一种方法使用它们来开发量子处理系统，为我们带来未来的超高速电子产品。
“我们开发了一种新方法来几乎实时观察极化子的‘诞生’，”格林说。“这可能是一种非常有趣的方法，可以更好地理解超快电子设备的量子物理特性。”
该研究已出版于科学。
