老虎|如果4个电子结合会发生什么？会诞生一种全新的物质状态新疆维吾尔自治区

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在研究人员首次预测电子四元组近20年后，它们存在的证据已被证明出现在实验装置中，代表了一种全新的物质状态，为物理学开辟了一个全新的可能性领域。
【老虎|如果4个电子结合会发生什么？会诞生一种全新的物质状态】从技术上讲，我们在这里谈论的是费米子四倍增，指的是所涉及的粒子类型以及它们如何相互作用。现在科学家们已经找到了它，他们可以开始研究如何使用它。
如果您考虑电阻为零的超导性，您需要电子对（称为库珀对）来形成和凝聚。在这种新状态下，四个电子发生了非常相似的事情。
“可能需要多年的研究才能完全理解这种状态， ”来自瑞典KTH皇家理工学院的理论物理学家、这项新研究的高级研究员叶戈尔·巴巴耶夫（Egor Babaev 说）。巴巴耶夫在2004年对这种物质状态做出了最初的预测。
为了使电子四倍体发生，需要防止粒子在正常超导体条件下配对和无阻力流动，直到最近科学家们甚至不确定这是否可能。
巴巴耶夫和他的同事们在他们的实验中研究了一种名为Ba1xKxFe2As2（见下文）的铁基超导体材料，以前被认为可能会产生不寻常的效果。在一系列不同的温度下对该材料进行了电阻和其他特性的测试。
实验显示了时间反转对称性破缺的证据，这是物理学中的一个概念，公式中的负时间表达式可以使同一事件向后运行或将运动转向相反的方向。
“然而，在我们报告的四费米子凝聚态的情况下，时间逆转使它处于不同的状态， ”巴巴耶夫说。
综上所述，实验记录的测量结果指向长程有序：不是电子对之间（如超导），而是电子对之间，那是费米子四倍增和一种新的物质状态。
超导状态无处不在，从量子计算机到磁共振成像 (MRI) 扫描仪，但通过费米子四倍增使新物质状态成为可能还有待观察。它被称为BTRS（时间反转对称性破缺）四次金属相。
最近的其他研究表明，越来越多的超导体不具有以前对这些材料的预期的对称性或稳定性，研究人员表示，这种替代物质的状态可能并不那么罕见。
“这些实验提出了许多新问题，揭示了与其对热梯度、磁场和超声波的反应相关的许多其他不寻常的特性，这些特性仍然需要更好地理解， ”巴巴耶夫说。
该研究已发表在《自然物理学》上。