什么是准粒子?
(丹尼尔·格里泽尔/数字视觉/盖蒂图片社)
准粒子是粒子以类似粒子的方式运行的量子特性的集合。
与电子和夸克等基本物质不同,准粒子不属于标准型号。 与中子、质子、甚至原子和分子不同,它们不是在自由空间中自行漂浮的独立结构。
不过,与基本粒子类似,准粒子也具有电荷和自旋等基本属性。 例如,“电子准粒子”与其电子成分具有相同的自旋和电荷,但与其他量子影响相结合,其质量可能截然不同。
理论模型发现基本上不朽的准粒子的例子。 虽然某种形式的腐烂是不可避免的,但相同的粒子可以像凤凰一样从灰烬中涅槃重生,让这个循环无限期地持续下去。
准粒子的历史
第一个描述这些“有点但不是真正的粒子”的研究人员是俄罗斯物理学家列夫·兰道。
在研究液氦奇怪的超流体行为时,朗道将流体的活动与称为修饰粒子的量子概念联系起来。 这些是裸粒子(例如电子),结合了量子场中其他激发的特征,例如光子或与正电子的相互作用。
从那时起,我们对准粒子概念的理解突飞猛进。 虽然它们的形成已在理论上得到了广泛的描述,但直到 2016 年科学家能够测量和观察这些超快、短暂的实时现象的例子。
准粒子可以发挥重要作用理解超导,以及某些类型的未来量子计算技术。
准粒子的例子
极化子:移动的电子与周围原子相互作用,通过极化云屏蔽其电荷。
激子:电子与电荷“间隙”结合,称为“间隙”电子空穴。
马约拉纳费米子:一种带中性电荷的准粒子,同时被视为粒子及其自身的反粒子。
声子:声波的量子等效物,或通过整齐晶体排列的原子的振动。
所有基于主题的文章在发布时均由事实检查人员确定是正确且相关的。 作为编辑决定,文本和图像可能会被更改、删除或添加,以保持信息最新。