科学家发现“不朽”准粒子

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量子世界的动物园里充满了有趣的野兽。它的粒子也是波、力的量子载体,以及行为类似于粒子但实际上并非粒子的现象。研究人员现在发现了一种被称为准粒子的真正奇特类型:不朽的粒子。
自然法则之一是腐烂是不可避免的。事情总是会崩溃,包括我们衰老和死亡的事实。在量子世界中,有些粒子的寿命极其短暂,而另一些粒子则需要亿万年的时间才能衰变,但准粒子总是处于事物“活得快,死得早”的一面。据报道自然物理学然而,对于某些准粒子来说,情况似乎并非如此。
该团队对准粒子进行了复杂的模拟,并目睹了一个奇怪的现象。如果强相互作用产生准粒子,那么它的行为会有点像神话中的凤凰。它会腐烂,但从同样的腐烂中,它会再次形成。这些准粒子似乎从未完全消失。
“精心模拟的结果是:诚然,准粒子确实会衰变,但是新的、相同的粒子实体会从碎片中出现,”马克斯普朗克复杂系统物理研究所的主要作者鲁本·维雷森 (Ruben Verresen) 在一份报告中说道。陈述。 “如果这种衰变进行得非常快,一定时间后就会发生逆反应,碎片会再次聚集。这个过程可以无休止地重复,并且在衰退和重生之间出现持续的振荡。”
尽管“不朽”准粒子具有奇特的性质,但它们并不违反任何已知的物理定律,尤其是热力学第二定律。准粒子的熵保持不变,这就是它们不会真正衰变的原因。
该团队将模拟阶段的想法应用到实验准粒子现象中。例如,奇特材料Ba3钴锑矿2氧9由于称为磁振子的准粒子,它具有极其稳定的磁性。当氦气冷却到几乎绝对为零时,它会变成一种超流体,流动时没有粘度,并且不能沿着其放置的任何开放容器的侧面蠕动并逸出。其行为由旋子准粒子描述。该研究背后的团队认为这些准粒子是“不朽的”。
虽然这项研究目前纯粹是理论上的,但了解这些准粒子不会衰变可能在量子计算等领域变得有用。
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