Melko表示,「我們還不清楚這項研究的潛在影響。分數化在量子霍爾效應(fractionalization in the quantum Hall effect)的發現徹底改變了我們所認為的物質。它獲得了諾貝爾獎(Nobel Prize),而我們仍以這項成果為基礎在做研究。對這些分數粒子的了解可能會影響我們所認知的超導電性,幫助我們開發更好的電子產品,甚至在未來量子電腦的設計中有所發揮。」
研究團隊去年秋天才發表一篇論文在《自然物理學 (Nature Physics)》。這次的研究題為「分數量子臨界點的通用特徵(Universal Signatures of Fractionalized Quantum Critical Points)」。這篇最初發現在低溫物質態下分數粒子存在的證據的論文是幾個月的合作研究及電腦模擬的成果。
一派是 1896 年,由德國物理學家維因(Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien),由熱力學出發推導出的黑體輻射公式,另一派,在 1900 與 1905 年,英國物理學家瑞立(John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh)和金斯(James Jeans),則是藉由電磁學概念,也推導出了他們的黑體輻射公式,稱為瑞立-金斯定律。
你看,若是同時擺上這兩個推導公式,會發現他們都各自對了一半?
維因近似 Wien approximation 只在高頻率的波段才精確。而瑞立-金斯定律只對低頻率波段比較精確,更預測輻射的強度會隨著電磁波頻率的提升而趨近無限大,等等,無限大?――這顯然不合理,因為現實中的黑體並不會放出無限大的能量。
1987 年,本次諾貝爾獎得主之一的 Anne L’Huillier 教授發現,當紅外線雷射穿過惰性氣體時,氣體會被激發放出整數倍頻的光。也就是氣體放出許多不同頻率的光,而這些頻率都是原本光源頻率的整數倍,從兩倍三倍到三十幾倍以上的高倍頻光都有。而橫跨這麼大頻率範圍的光,就能組合出時間長度很短的脈衝光。