據(jù)外媒報道，從定義上來講，金屬和絕緣體非常不同--但現(xiàn)在來自普林斯頓大學(xué)的物理學(xué)家們卻意外地發(fā)現(xiàn)了絕緣體一種意想不到的量子行為，而這種量子行為曾被認(rèn)為是金屬所獨(dú)有的。這一發(fā)現(xiàn)表明了一種全新的量子粒子，該團(tuán)隊稱之為中性費(fèi)米子。

從本質(zhì)上說，金屬導(dǎo)電而絕緣體則不導(dǎo)電。在分子水平上，這歸結(jié)于電子在材料中自由移動的程度--在金屬中，電子是很容易移動的，而絕緣體顯然有著很高的電阻從而阻止了電子的移動。

這場現(xiàn)象帶來的一個副效應(yīng)是，金屬可以表現(xiàn)出一種被稱為量子振蕩的現(xiàn)象。當(dāng)在極低溫度下暴露在磁場中時，電子可以轉(zhuǎn)換成量子態(tài)從而導(dǎo)致材料的電阻率發(fā)生振蕩。然而，這在絕緣體中卻不會發(fā)生，因為它們的電子不大會移動。或這至少是一個世紀(jì)大部分時間里的傳統(tǒng)思維。現(xiàn)在，在這項新研究中，普林斯頓大學(xué)的研究人員則首次意外地發(fā)現(xiàn)了絕緣體中的量子振蕩現(xiàn)象。

據(jù)了解，該研究團(tuán)隊使用的是二碲化鎢晶體（tungsten ditelluride），它在整體上表現(xiàn)得像金屬，但當(dāng)它被刨成像石墨烯那樣的二維形式時就變成了絕緣體。當(dāng)測量單層材料在磁場下的電阻率時，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)它開始發(fā)生振蕩。

“這完全出乎了我們的意料，”該研究的論文資深作者Sanfeng Wu指出，“我們問自己，‘這究竟是怎么回事？’我們還沒有完全理解。”

目前的理論還無法解釋這一現(xiàn)象，但研究者們提出了自己的假設(shè)。他們稱，振蕩的可能不是電子本身，相反，強(qiáng)烈的相互作用可能會創(chuàng)造出新的量子粒子，這些量子粒子會表現(xiàn)出觀測到的效果。

由于絕緣體阻礙帶電粒子自由移動，這些新粒子必須攜帶中性電荷。這些假設(shè)的中性費(fèi)米子可以表現(xiàn)出觀測到的量子振蕩。

研究小組表示，他們還需要做更多的工作來驗證中性費(fèi)米子是否存在或是否有其他的解釋來解釋他們觀察到的奇怪現(xiàn)象。

責(zé)任編輯：PSY