2009年2月20日
一个国际科学家小组，由普林斯顿大学他在一种新材料中观察到一种令人兴奋和奇怪的电子自旋行为，这种材料可以用来改变计算和电子技术。
“我们相信，这一发现不仅是量子系统基础物理学的进步，也可能导致电子、计算和信息科学的重大进步，”欧洲杯线上买球普林斯顿大学物理学助理教授扎希德·哈桑(Zahid Hasan)说。哈桑领导了包括美国、瑞士和德国科学家在内的国际合作。
长期以来，理论家们一直预测，以特定构型排列的原子会触发电子以奇怪的“量子”方式运动。由普林斯顿大学领导的研究小组一直在寻找一种能产生这些条件的材料。在2月13日的《科学》(Science)杂志上，欧洲杯线上买球该团队报告说，他们在一个由锑合金与铋混合而成的精心构建的晶体中目睹了这种奇异的行为。
科学家们用新技术在原子水平上观测了这种结构，记录下了电子群在同步量子舞蹈中旋转。观察到的协调行为涉及到一种奇怪的旋转形式。大多数物体旋转一圈或360度就会回到原来的“面”，但与之不同的是，协调后的电子需要扭曲两圈或720度才能回到材料表面的同一面。
普林斯顿大学(Princeton)约瑟夫·亨利(Joseph Henry)物理学名誉教授、1977年诺贝尔物理学奖得主菲利普·安德森(Philip Anderson)说:“仅作为一项技术成就，或一系列物理学成就，这就相当了不起。”他没有参与这项研究。安德森补充说，对于理论家来说，这项工作既有趣又有意义。
其他人同意了。
美国国家科学基金会(National Science Foundation)材料研究科学与工程中心(Materials Research Science and Engineering Centers)项目主任托马斯·里克(Thomas Rieker)说:“这一发现有可能改变电子、数据欧洲杯线上买球存储和计算。”欧洲杯足球竞彩“这里开发的自旋敏感测量技术可能会阐明凝聚态物理中其他重要的基础问题，比如高温超导的起源。”
量子物理学是一套支配超小领域的物理定律。在那里，物体似乎遵循着与肉眼看到的世界完全不同的规则。例如，在量子统治中，一个物体似乎可以同时出现在两个地方，粒子和波之间没有区别。欧洲杯猜球平台量子计算机将被设计成利用这些特性，在许多方面丰富它们的能力。
除了电荷外，电子还具有旋转特性。在量子世界中，物体可能会以与一般经验不一致的方式转动。1933年获得诺贝尔物理学奖的英国物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)提出，电子的旋转使其表现得像一个有南北两极的小棒磁铁，他将这一特性称为“量子自旋”。
普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学和加州大学伯克利分校的理论物理学家在理论上预计，在当前的实验中看到的电子汤的720度旋转特性。电子需要以极高的速度运动才能发生。但问题变成了在哪里寻找以及如何检测它。
研究小组的成果是多年来寻找合适材料和实验技术的成果。欧洲杯足球竞彩目前的实验是基于研究人员的直觉，即含铋的锑或硒(这种材料在技术上被称为“拓扑量子自旋霍尔绝缘体”)中的电子将表现出不同寻常的效应，因为它们以模拟材料内部磁场存在的高速运动。欧洲杯足球竞彩这将允许奇异的量子运动发生。
哈桑说:“这种量子奇异——电子自旋的协调扭转，尽管周围没有磁场——是我们在过去几年里通过微调实验一直在寻找的东西。”“这是一个非常基础的新物理学——它超出了你通常在量子物理教科书中学到的内容。原则上，你可以用这种新的电子量子舞蹈来构造一个非常奇怪的电子电路。”
研究人员表示，计算机设计者可以利用量子效应来构造具有远比目前存在的简单的“开”或“关”逻辑更微妙的处理选择范围的机器。该团队还在研究其他可能产生这种效应的材料，并开发更清晰的成像技术来跟踪更精细欧洲杯足球竞彩的量子行为。
今天的计算机采用了一种简单的开关逻辑，它是基于硅半导体中电子的正电荷或负电荷。新的设计可以利用实验材料中电子的量子自旋提供的一系列丰富的可能性，以提高功率、速度和存储容量。
“我们可以利用自旋粒子的这种新的量子特性，使计算机能够存储更多的信息，并能比现在的机器更快地进行计算，欧洲杯猜球平台”普林斯顿大学物理系研究生、论文第一作者谢大卫(David Hsieh)说。
直到最近，还没有成像技术来探测这些非常微妙的量子效应。哈桑说:“使这一发现成为可能的关键突破是，通过国际合作，我们开发了一套基于x射线的方法，以观察电子的个体自旋。”“我们现在可以通过拍摄这些微小棒状磁铁的南极和北极的照片来观察自旋，这揭示了量子世界的新秘密。”
研究人员希望利用这项新技术来改进医学成像技术，以研究不同寻常的磁体、超导体和其他材料的精细量子行为。欧洲杯足球竞彩
普林斯顿大学研究小组的其他研究人员包括:罗伯特·卡瓦，罗素·威尔曼·摩尔化学教授;物理系研究生夏玉琦、刘易斯·雷、阿里杰特·帕尔;物理系副研究员董倩;以及普林斯顿材料科学与技术研究所(Princeton Institute for the Science and Technology of Materials)博士后研究欧洲杯线上买球员Yew San Hor。欧洲杯足球竞彩其他参与的机构有:加州伯克利劳伦斯伯克利国家实验室的先进光源;位于加州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室的斯坦福同步辐射光源;费城的宾夕法尼亚大学;德国节日艺术研究所;以及瑞士Paul Scherrer研究所和苏黎世-伊尔歇尔大学的瑞士光源。