科技日報北京12月19日電 （實習記者張佳欣）美國哈佛大學與麻省理工學院的研究人員合作，首次在弱磁場下觀察到扭曲的雙層石墨烯的奇異分數態。這項研究發表在15日的《自然》雜誌上
，為未來的量子設備和應用鋪平了道路。

奇(qi)異(yi)的(de)量(liang)子(zi)粒(li)子(zi)和(he)現(xian)象(xiang)隻(zhi)有(you)最(zui)極(ji)端(duan)的(de)條(tiao)件(jian)才(cai)會(hui)出(chu)現(xian)。換(huan)句(ju)話(hua)說(shuo)，必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)極(ji)低(di)的(de)溫(wen)度(du)或(huo)極(ji)高(gao)的(de)磁(ci)場(chang)。人(ren)們(men)已(yi)經(jing)對(dui)室(shi)溫(wen)超(chao)導(dao)做(zuo)了(le)很(hen)多(duo)研(yan)究(jiu)
，但(dan)在(zai)弱(ruo)磁(ci)場(chang)至(zhi)零(ling)磁(ci)場(chang)下(xia)產(chan)生(sheng)奇(qi)異(yi)的(de)分(fen)數(shu)電(dian)荷(he)粒(li)子(zi)
，對(dui)未(wei)來(lai)量(liang)子(zi)材(cai)料(liao)和(he)應(ying)用(yong)同(tong)樣(yang)重(zhong)要(yao)
，包(bao)括(kuo)新(xin)型(xing)量(liang)子(zi)計(ji)算(suan)。

這項研究的資深作者、哈佛大學工程與應用科學學院物理學和應用物理學教授阿米爾·亞科比說：“凝(ning)聚(ju)態(tai)物(wu)理(li)領(ling)域(yu)的(de)目(mu)標(biao)之(zhi)一(yi)是(shi)獲(huo)得(de)磁(ci)場(chang)低(di)到(dao)零(ling)的(de)奇(qi)異(yi)粒(li)子(zi)。有(you)理(li)論(lun)預(yu)測(ce)說(shuo)，我(wo)們(men)應(ying)該(gai)能(neng)看(kan)到(dao)這(zhe)些(xie)弱(ruo)至(zhi)零(ling)磁(ci)場(chang)的(de)奇(qi)異(yi)粒(li)子(zi)，但(dan)此(ci)前(qian)還(hai)沒(mei)有(you)人(ren)能(neng)觀(guan)察(cha)到(dao)它(ta)。”

研究人員從一種被稱為“分數陳絕緣體”的(de)特(te)殊(shu)量(liang)子(zi)狀(zhuang)態(tai)著(zhe)手(shou)。陳(chen)絕(jue)緣(yuan)體(ti)是(shi)拓(tuo)撲(pu)絕(jue)緣(yuan)體(ti)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)們(men)在(zai)表(biao)麵(mian)或(huo)邊(bian)緣(yuan)導(dao)電(dian)

，但(dan)在(zai)中(zhong)間(jian)不(bu)導(dao)電(dian)。在(zai)分(fen)數(shu)陳(chen)絕(jue)緣(yuan)體(ti)中(zhong)，電(dian)子(zi)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)形(xing)成(cheng)所(suo)謂(wei)的(de)準(zhun)粒(li)子(zi)
，這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)從(cong)大(da)量(liang)其(qi)他(ta)粒(li)子(zi)之(zhi)間(jian)複(fu)雜(za)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)粒(li)子(zi)。和(he)基(ji)本(ben)粒(li)子(zi)一(yi)樣(yang)，準(zhun)粒(li)子(zi)也(ye)有(you)明(ming)確(que)的(de)性(xing)質(zhi)，比(bi)如(ru)質(zhi)量(liang)和(he)電(dian)荷(he)。

zaifenshuchenjueyuantizhong
，cailiaoneibudedianzixianghuzuoyongfeichangqiang，zhunlizibeipoxiedaizhengchangdianzidianhedeyixiaobufen。zhexiefenshulizijuyouqitedeliangzitexing，keyongyuchuangjianqiangdadeliangzibite，duiwaijieganraojuyoujiqiangdedanxing。

為了建造絕緣體，研究人員使用了兩片石墨烯，它們以所謂的“魔角”扭曲在一起。扭曲揭示了石墨烯新的、不同的性質，包括超導性，以及被稱為“陳能帶”的狀態

，這些狀態具有產生分數量子態的巨大潛力。

研究人員稱，這些陳能帶就像裝滿電子的水桶。為了產生分數態，研究人員需要在“水桶”中的一小部分裝滿電子。但隻有當“桶”中(zhong)的(de)所(suo)有(you)電(dian)子(zi)必(bi)須(xu)具(ju)有(you)幾(ji)乎(hu)相(xiang)同(tong)的(de)性(xing)質(zhi)時(shi)，電(dian)子(zi)的(de)貝(bei)裏(li)曲(qu)率(lv)變(bian)得(de)均(jun)勻(yun)，才(cai)能(neng)出(chu)現(xian)分(fen)數(shu)的(de)陳(chen)絕(jue)緣(yuan)態(tai)。為(wei)此(ci)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)添(tian)加(jia)了(le)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)磁(ci)場(chang)
，使(shi)電(dian)子(zi)之(zhi)間(jian)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)貝(bei)裏(li)曲(qu)率(lv)
，從(cong)而(er)能(neng)在(zai)扭(niu)曲(qu)的(de)雙(shuang)層(ceng)石(shi)墨(mo)烯(xi)中(zhong)觀(guan)察(cha)到(dao)分(fen)數(shu)的(de)陳(chen)絕(jue)緣(yuan)體(ti)。

研yan究jiu人ren員yuan表biao示shi，在zai魔mo角jiao扭niu曲qu的de雙shuang層ceng石shi墨mo烯xi中zhong發fa現xian了le低di磁ci場chang分fen數shu的de陳chen絕jue緣yuan體ti，開kai啟qi了le拓tuo撲pu量liang子zi物wu質zhi領ling域yu的de新xin篇pian章zhang。它ta提ti供gong了le將jiang這zhe些xie奇qi異yi狀zhuang態tai與yu超chao導dao電dian性xing耦ou合he起qi來lai的de現xian實shi前qian景jing
，可ke能neng會hui創chuang造zao和he控kong製zhi更geng奇qi異yi的de拓tuo撲pu準zhun粒li子zi
，也ye就jiu是shi所suo謂wei的de“任意子”。