近日，科學家已經在實驗室制造出一種新的量子物體——量子“域牆”。
這一發現可以幫助研究人員研究量子粒子，并為未來的新技術開辟道路，如量子電子學或量子存儲器。相關研究成果發表在《自然》期刊上。
“域牆”圖檔根據實驗資料調整和添色，圖檔來自于芝加哥大學
Cheng Chin教授帶領的芝加哥大學團隊在實驗時，注意到極低溫度下，原子内部發生了一個有趣現象。該實驗室主要研究新型量子系統及其基礎實體。
在适當的條件下，原子組可以分離成域，在相遇的交界處形成一道“牆”。這道“域牆”的行為類似一個獨立的量子物體。
“它有點像沙漠中的沙丘——沙丘由沙子組成，但沙丘就像一個物體，因為其行為不同于單個的沙粒。”論文第一作者Yao Kaixuan表示。
此前，科學家們在量子材料中看見過這些“域牆”，但無法進行可靠地生成和分析。芝加哥大學團隊通過制造并研究“域牆”，觀察到了奇特的行為。
“我們在控制原子方面有很多經驗，”教授Chin說，“衆所周知，如果把原子向右推，它們會向右移動。但在這裡，如果你把‘域牆’向右推，它會向左移動。”
“域牆”是一類湧現(emergent)現象。簡單來說，當一個實體被觀察到具有其組成部分沒有的屬性時，湧現就出現了。
這意味着“域牆”似乎遵循着新的實體定律，它的反向移動是多個粒子作為一個集體共同作用的結果。
團隊研究了“域牆”這類湧現現象，認為它們可以揭示一個定律(dynamical gauge theory)，該定律描述了材料和早期宇宙中的湧現現象，同樣的現象使第一批粒子聚集在一起，形成星系、恒星和行星。
這一領域的突破也使新的量子技術成為可能。“域牆”或許可以成為未來技術的基礎，正如現代全球定位系統的基礎，源于20世紀50年代的科學家試圖驗證愛因斯坦的相對論。
“這一現象（域牆）可能會在制造可程式設計的量子材料或量子資訊處理器方面得到應用——它能用來創造一種更穩健的方式來存儲量子資訊，或使材料具備新的功能。”Chin表示，“但在我們找到答案之前，第一步是了解如何控制它們。”