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為是金屬所獨有的。這一發(fā)現(xiàn)表明了一種全新的量子粒子，該團隊稱之為中性費米子。

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