首次找到 轴向希格斯模式的准粒子

有时候，物理学的新发现需要疯狂的能量水平。大机器。花哨的设备。无数小时筛选大量数据的劳动。

有时候，正确的材料组合可以在比桌面稍大的空间中打开通往无形领域的大门。

现在，发现了新类型的、所谓轴向模式的希格斯粒子。它潜伏在室温下的层状碲晶体中。与它著名的表亲不同，也不需要超大功率击碎原子就可以发现它。仅仅需要巧妙地使用一些激光和解开光子量子特性的技巧。

波士顿学院的物理学家、研究的主要合著者Kenneth Burch 说：“并不是每天都能在办公桌上发现新粒子。”

Burch 和他的同事们看到了所谓的轴向希格斯模式，这是一种量子震荡，在技术上可以被称为一种新型粒子。

就像量子物理学中的许多发现一样，观察实际的量子理论行为让我们更接近于发现标准模型中的潜在裂缝，甚至帮助我们解决一些剩余的重大谜团。

“在高能粒子物理学中预测到的轴向希格斯粒子可以被用于解释暗物质。然而，它从未被观察到。它出现在凝聚态系统中，是完全令人惊讶的事实，它预示着一种未被预测的新对称破缺状态。”

10年前，希格斯玻色子在 CERN 研究人员的粒子碰撞大屠杀中被正式确定存在。这不仅结束了对粒子的搜寻，而且粗略地为标准模型中的最后一个盒子盖上了盖。

随着希格斯场的发现，我们终于可以确认我们对物质的基本构件在静止时如何获得质量的理解是正确的。那是物理学的巨大胜利，我们今天仍在使用基本模型来认知物质的内部机制。

虽然任何单个希格斯粒子只存在不到一秒钟，但它是真正意义上的粒子，在量子场中离散激发，短暂地闪烁到现实中。

然而，在其他情况下，粒子也可以被赋予质量。例如，打破被称为电荷密度波的电子涌现的集体行为就可以。

这种版本的希格斯机制，被称为希格斯模式，也可以出现正版希格斯身上看不到的特征，例如有限度的角动量(或自旋)。

自旋 1 或轴向希格斯模式不仅在非常特殊的情况下与希格斯玻色子有类似的作用，而且它(以及类似的准粒子)可以为研究暗物质的阴影质量提供有趣的基础。

作为准粒子，轴向希格斯模式只能从集体行为中看到。发现它需要在大量量子波中知道它的特征，然后有办法将它从混乱中筛选出来。

Burch 团队通过将两束激光发出的完全相干的光束穿过特定材料，然后观察它们的排列模式，在稀土三碲化物层中发现了轴向希格斯模式的回波。

“与观察新粒子通常需要的极端条件不同，这是在室温下在桌面实验中完成的，我们通过改变光的偏振来实现模式的量子控制。”Burch 说。

从构成奇异量子材料的纠缠中，可能还会冒出许多其它的准粒子。拥有一种在激光下轻松瞥见它们的影子的方法可以揭示一连串的新物理现象。

这项研究发表在《自然》杂志上。

https://www.sciencealert.com/researchers-have-discovered-a-new-kind-of-higgs-relative-sitting-on-the-tabletop