"量子氛围"可以揭示机密的问题

<在过去几年中一些材料进行实地物理学家。 这些材料是不是由一些特别的东西—普通的颗粒、质子、中子和电子。 但是，它们不仅仅是其部分的总和. 这些材料有一个范围有趣的性质和现象，有时甚至导致的物理学家的新国家的问题—后的固体、气体和液体，我们知道，从童年。

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<一种类型的材料，特别是激发的物理学家，是一个拓扑绝缘体和更一般地说，拓扑阶段，该理论基础，导致他们的发明者的诺贝尔奖在2016年。 表面上的拓扑绝缘的电子流动的顺利进行，但是内部仍然的。 在金属表面导，并在里面—像个陶瓷材料。 拓扑绝缘体已经引起了注意对他们的不同寻常的物理和潜在的应用程序的量子计算机和所谓的自旋电子设备使用的旋转的电子和他们的费用。

<这个异国情调的行为并不总是显而易见的。 "你不能只是说，考虑到材料在传统意义上，他具有这种属性或不说，"弗兰克*维尔切克，一个物理学家从马萨诸塞技术学院，诺贝尔经济学奖获得者，在2004年的物理学。

什么量子气氛？

<实证明，许多看似普通的材料可以包含隐藏的，但是不寻常的和可能有用的特性。 在最近公布的工作，维尔泽克和健东张，一个物理学家，从斯德哥尔摩大学，已经提出了一种新的方法来探索这种特性研究的微妙气氛周围的材料。 他们称它为量子气氛。

<在这种气氛可能会出现一些根本性的量性质的材料的物理然后可以被测量。 如果它是通过实验证实，这种现象将不仅仅是少数几个宏观的表现形式的量子力学说，维尔泽克，但是将成为一个强大的工具，用于研究新材料。

<"如果你问我是否有这样的事情发生，我会说，这种想法有意义的，说："泰勒*休斯，冷凝管理论家从伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校。 他补充说："假定的影响将是非常薄弱。" 在他的新分析，但是，张和维尔泽克计算的，原则上，子大气效应将可探测。

<此外，上述维尔泽克，检测到这种影响，它可能很快。

区域的影响

<量的氛围，介绍了维尔泽克，是一个薄的影响区域周围的材料。 量子力学意味着，这真不是绝对的空；它是充满了量子波动的影响。 例如，如果你把两个电板，并将它们并排在一个真空，只能量波动带有波长短于板之间的距离就能挤进他们之间。 但外面板被暴露出来的波动的所有波长。 能源之外，是比内，这将导致总部队挤的板块在一起。 这是卡西米尔效应，这是一个类似的量子效应的气氛，说维尔泽克.

<只是作为专辑的感觉更强力接近其他针探测器将受到影响的量子的气氛，接近的材料。 "这就像平常的气氛中说："维尔泽克的。 "你是更接近它，更大的影响。" 的性质，这种影响取决于量子特性的材料。

<<他们>锑可以作为一个拓扑绝缘体材料，它可以作为一个绝缘体在任何地方，除了表面。

<这些属性可能非常不同。 一些材料作为独立的宇宙与他们自己身体的法律，好像有在多元宇宙材料。 "一个非常重要的概念在现代化的炼物理是这样的，我们拥有的材料，例如，拓扑绝缘体，其内部运作一组不同的规则，"所述的彼得*阿米蒂奇，凝结论物理学家从约翰*霍普金斯大学。

<一些材料作为磁单极磁铁点到北极，但没有南部。 物理学家们还发现了所谓的准颗粒分的电荷和准颗粒的，它作为他们自己的反物质，并能够消灭的。

<如果这种异国情调的性质存在其他材料，他们能够揭示自己的子的气氛。 这将有可能揭示出一整套新的性质简单地探测大气层材料，说维尔泽克.

<表明他的想法，张和维尔泽克集中在一个不寻常的一套规则—axion电动力学—这可能会导致出现独特的性质。 Vilcek来到这个论在1987年说明如何一个假设的微粒，称为axion就会与电力和磁力。 (在此之前，物理学家们提出的axion解决的一个最大奥秘的物理：为什么相互作用的强大的力量保持相同，如果颗粒替换成反粒子，并反映在镜子，保持对称的收费和校(CP-对称)。 至今没有发现任何证据表明存在着轴子,虽然不久前，他们的出现增加的兴趣作为候选人的暗物质。

<虽然这些规则不会的工作在多数地方在宇宙中，他们都很清单内的材料，例如拓扑绝缘体。 "如何电磁场的互动，在这些新材料，拓扑绝缘体，它本质上是相同的，如果他们被相互作用的集合的轴子，说："维尔泽克.

中的缺陷钻石

<如果这些材料作为拓扑绝缘体遵守法律的axion电动力学、量子气氛可能应对任何跨越它。 张并维尔泽克计算的，这种影响将类似于表现的磁场。 特别是，他们发现，如果将某些系统的原子或分子在大气中，他们的量子能量水平的变化。 科学家可以衡量的改变到这些的级别使用的标准实验室方法。 "这是一个不寻常的但有趣的想法，说："万迅.

<这样的一个潜在的系统钻探，与所谓的氮取代的空缺(内华达州中心)。 NV-中心是一种缺陷的结晶结构的钻石的碳原子，在钻石是替换由一个氮原子，并且该地方靠近的氮气，仍然是空的。 量子状态这样一个系统的高度敏感，允许NV中心的感觉，甚至软弱的磁场。 这个酒店使他们强大的传感器，可用于许多不同的目的地质学和生物学。

<大段引用><"这是一个伟大的证明，原则上说，"休斯。 一种应用可能的映射性材料。 刷到内华达州，中心通过材料的拓扑绝缘体，能够确定如何改变其性能在整个表面。

<张和维尔泽克，他们已经提交给理审查的信件，仅说明的数量大气的影响源自axion电。 确定哪些其他属性会影响的气氛，说*维尔切克,你需要做的其他计算。

打破对称

<事实上，性质揭示的量子的气氛中，所表示的对称性。 不同阶段的问题，并且性质相对应，可以是代表的形式对称性。 在一个固体晶体，例如原子安排在一个对称的格，其变化或旋转与形成完全相同的结晶的方案。 当它被加热时，在溶化，格结构的崩溃，该材料失去对称而变成液体，在某种意义上。

<材料可能违反了其他基本对称性例如对称的反向时间，其中指出大多数物理定律。 其他现象的可能，如果反映在镜子，并打破对称性平等。

<如果这些对称性可能会被打破的材料，我们可以观察到一个以前未知的阶段过渡的和潜在的异国情调的性质。 材料与某些违法行为的对称性将会引起同样的侵权行为的探测器，它穿过量的气氛，说维尔泽克的。 例如，在这个问题，这应该axion热力破裂对称性和时间的均等，但是结合他们。 触摸的感觉到的材料，就可以找出它是否违反对称，和以什么程度。

<大段引用><"的一些材料是秘密的打破对称性，这是我们甚至不知道谁不希望看到，"他说。 "他们将看似无辜的，但隐藏他们的秘密。"

<*维尔切克所说的，他已经讨论过这个想法的实验者。 此外，这些试验完全可行的，甚至不是几年，但是几周和几个月。

<如果一切工作，术语"量子气氛"会找到一个永久性的地方在词汇的物理学家。 以前，维尔切克已经发明了条款如轴子,anyons(准粒子，可以用于量子计算)和对水晶的时间。 量子的气氛中也可以推迟。

<你怎么想? 告诉我们，在我们<强>