新型光：或将对计算机和量子物理产生巨大影响

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2016-8-22 02:00 上传

图为艺术家所绘概念图，描绘了光被困在拓补绝缘体表面的情景。一项最新研究显示，我们可以把光与单个电子联结在一起，结合两者的特性，从而创造出一种新型的光。

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在普通材料中，光会与材料表面和内部的电子产生一系列反应。

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它还能帮助研究人员在可见尺度上研究量子物理现象，后者控制了比原子更小的粒子的行为模式。


北京时间8月19日消息，据国外媒体报道，一项最新研究显示，我们可以把光与单个电子联结在一起，结合两者的特性，从而创造出一种新型的光。开展该研究的科学家来自帝国理工学院。据他们表示，结合后的光和电子将拥有新的特性，能够产生与光子、而非电子互动的电流。

　　它还能帮助研究人员在可见尺度上研究量子物理现象，后者控制了比原子更小的粒子的行为模式。在普通材料中，光会与材料表面和内部的电子产生一系列反应。但帝国理工的研究人员们利用理论物理建立了光的表现模型，并运用了一类新发现的拓补绝缘体材料，结果发现光可以仅与材料表面的一个电子进行反应。这就创造出了一种混合体，把光和电子的部分特性融合在了一起。

　　在正常情况下，光以直线传播，但和电子联结在一起之后，光就会沿着电子的路径传播，对材料表面进行追踪。文森佐·吉亚尼尼博士（Dr Vincenzo Giannini）和同事们成功建立了在一个纳米级粒子周围进行的互动模型。该粒子由拓补绝缘体制成，直径还不到10纳米。


　　他们的模型显示，在光拥有了电子的特性、传送该粒子的同时，电子也拥有了光的一部分特性。正常情况下，当电子在材料中传播时（如以电流的形式），一旦遇到材料有所缺陷之处，它们便会停下来。但吉亚尼尼博士的研究团队发现，就算该纳米粒子表面存在瑕疵，电子在光的帮助下，仍然能在其表面上传播。

　　因此，如果将电流转化为光路的话，它们就会更加“坚强”，更不容易受到各种干扰和物理瑕疵的影响。吉亚尼尼博士说道：“此次研究结果将对我们想象光的方式产生巨大的影响。”“拓补绝缘体从发现到现在还不到十年时间，但已经为我们提供了很多值得学习的新现象，以及探索重要物理概念的新途径。”

　　吉亚尼尼博士补充说，利用现有科技，我们应当也能观察到他在实验中模拟出的现象。该研究团队正在与实验物理学家合作，希望将其变为现实。他认为产生这种新型光束的过程可以成比例地放大，以便让研究人员更容易观察到这一现象。就目前而言，只有在观察体积非常小的物体、或者被超级冷却后的物体时，我们才能见到量子现象。但有了此次新发现，科学家或许在室温下也能观察到此类现象

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图为艺术家所绘概念图，描绘了光被困在拓补绝缘体表面的情景。一项最新研究显示，我们可以把光与单个电子联结在一起，结合两者的特性，从而创造出一种新型的光。

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在普通材料中，光会与材料表面和内部的电子产生一系列反应。

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它还能帮助研究人员在可见尺度上研究量子物理现象，后者控制了比原子更小的粒子的行为模式。


北京时间8月19日消息，据国外媒体报道，一项最新研究显示，我们可以把光与单个电子联结在一起，结合两者的特性，从而创造出一种新型的光。开展该研究的科学家来自帝国理工学院。据他们表示，结合后的光和电子将拥有新的特性，能够产生与光子、而非电子互动的电流。

　　它还能帮助研究人员在可见尺度上研究量子物理现象，后者控制了比原子更小的粒子的行为模式。在普通材料中，光会与材料表面和内部的电子产生一系列反应。但帝国理工的研究人员们利用理论物理建立了光的表现模型，并运用了一类新发现的拓补绝缘体材料，结果发现光可以仅与材料表面的一个电子进行反应。这就创造出了一种混合体，把光和电子的部分特性融合在了一起。

　　在正常情况下，光以直线传播，但和电子联结在一起之后，光就会沿着电子的路径传播，对材料表面进行追踪。文森佐·吉亚尼尼博士（Dr Vincenzo Giannini）和同事们成功建立了在一个纳米级粒子周围进行的互动模型。该粒子由拓补绝缘体制成，直径还不到10纳米。


　　他们的模型显示，在光拥有了电子的特性、传送该粒子的同时，电子也拥有了光的一部分特性。正常情况下，当电子在材料中传播时（如以电流的形式），一旦遇到材料有所缺陷之处，它们便会停下来。但吉亚尼尼博士的研究团队发现，就算该纳米粒子表面存在瑕疵，电子在光的帮助下，仍然能在其表面上传播。

　　因此，如果将电流转化为光路的话，它们就会更加“坚强”，更不容易受到各种干扰和物理瑕疵的影响。吉亚尼尼博士说道：“此次研究结果将对我们想象光的方式产生巨大的影响。”“拓补绝缘体从发现到现在还不到十年时间，但已经为我们提供了很多值得学习的新现象，以及探索重要物理概念的新途径。”

　　吉亚尼尼博士补充说，利用现有科技，我们应当也能观察到他在实验中模拟出的现象。该研究团队正在与实验物理学家合作，希望将其变为现实。他认为产生这种新型光束的过程可以成比例地放大，以便让研究人员更容易观察到这一现象。就目前而言，只有在观察体积非常小的物体、或者被超级冷却后的物体时，我们才能见到量子现象。但有了此次新发现，科学家或许在室温下也能观察到此类现象