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发现电子具有一种新的物质状态
量子尺度上，科学家上观测到一种全新的电子物质状态——电子在传输过程中结块——它可以促进我们对量子物理学的理解和应用。
运动是制造新量子态的关键。当电流经过半导体或金属时，内部电子通常在一个方向上缓慢而有些无规矩地移动。
在被称为弹道导体的特殊类型介质中，情况并非如此；在该介质中，电荷的运动更快且更均匀。
新研究表明，在非常细的弹道导线中，电子会拉帮结伙，从而形成了仅由加速电子构成的物质的全新量子态。
匹兹堡大学的物理学家杰里米·列维说：“通常，如果施加电压，半导体或金属中的电子会移动和散射，最终才会固定方向。但是在弹道导体中，电子的运动更像是高速公路上的汽车。”
“我们的发现表明，当使电子相互吸引时，它们可以形成一束由两个、三个、四个和五个电子组成的簇，它们的整体行为实际上就像是全新的粒子，新形式的电子物质一样。”
弹道导体可用于扩展电子学和古典物理学中可能的边界。新实验用到了由铝酸镧和钛酸锶制成的弹道导体。
有趣的是，当研究人员测量电导率时，他们发现它们遵循了数学中最著名的模式之一——Pascal三角(杨辉三角)。从小到大，电导数值与Pascal三角形中的某行相匹配，遵循的顺序为1、3、6、10……。
列维说：“它花了我们一些时间来理解，但这是因为我们最初并未意识到那是因为，它们分别是由1个电子、2个电子、3个电子……组成的粒子。”
研究人员称，这种电子团簇类似于夸克结合在一起形成中子和质子的方式。超导体中的电子也可以像这样组合在一起，成对连接以协调运动。
这些发现可能会让我们进一步理解量子纠缠，而量子纠缠又是量子计算和超安全、超快速量子互联网技术的关键。
根据列维的说法，这是有关量子物理学基础的发现——在过去几十年中所做的重要研究的基础上，对世界进行逆向工程的实例。
列维说：“现在进入了21世纪，我们正在研究所有关于量子物理学奇异的理论预言，并将其转向实际应用。我们正在考虑的是量子计算、量子隐形传态、量子通信、量子感测——这些思想用到了以前被忽略的量子性质。”
该研究已发表在《科学》上。
本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。