科学家在实验室造出奇特量子物体

芝加哥大学（University of Chicago）的科学家宣布他们在实验室内造出一种新的量子物体——“畴壁”（domain walls）。

研究人员表示，在一个量子研究实验中，他们注意到在极低的温度和特定合适的条件下，原子成组地分割成不同的区域，而中间出现一道像“墙壁”一样的分水岭。这道分水岭的行为就像一个独立的量子物体。科学家把这种量子物体叫做畴壁。

这份研究报告的主要撰写者博士生姚凯旋（Kai-Xuan Yao，音译）说：“就像沙漠里面的沙丘一样，是由沙子构成的，但是沙丘有着和单独的沙粒不一样的、属于它们自己的特点。”

科学家以前在一些量子材料中见过畴壁，但是无法人工造出它们从而进行分析。这次他们意外地造出了这种物体，研究人员立即抓住机会观察它的特性。

芝加哥大学物理系教授秦程（Cheng Chin，音译）说：“控制原子我们很有经验，我们知道如果你向右推动原子，它们就会向右边移动。但是如果你向右推动畴壁，它向左移动。”

研究称，畴壁属于一类名为“呈展”（emergent）的现象。这类现象指的是，很多粒子展现整体的行为，遵循新的物理规律的现象。

秦程带领的研究组近年来在研究各种呈展现象，认为这将推动“动态规范场论”（dynamical gauge theory）的发展。“动态规范场论”探索宇宙早期一些物质的“呈展”现象。比如，最初一批粒子可能就是以呈展现象聚集在一起，形成了恒星、行星和星系。

秦程介绍说，对呈展现象的研究还将推动量子技术的发展，为量子电子设备、量子存储器的研发带来新的进展。“但是在此之前，第一步要先了解怎么控制它们。”

这份研究2月2日发表于《自然》（Nature）期刊。◇