破裂量子镜:在对称晶体中发现的隐藏手性

一支普林斯顿队在据称的非手续材料中发现了令人惊讶的手性量子状态,从而阐明了难以捉摸的对称性效果,并为新的量子技术开了门。手学是与镜像不同的特性,它使科学家着迷于从生物学和化学到物理学的领域。通常被称为“惯用性”,手性[...]

来源:SciTechDaily
拓扑材料 KV3Sb5 的非手性 kagome 晶格(共享角三角形)基础被发现在表面附近产生微妙的电子手性,当暴露于圆偏振入射光时,显示出明显的电磁响应(未显示)。图片来源:Shafayat Hossain 和 Zahid Hasan 实验室

普林斯顿大学的一个团队在一种所谓的非手性材料中发现了令人惊讶的手性量子态,揭示了难以捉摸的对称破缺效应,并为新的量子技术打开了大门。

手性是一种与镜像不同的特性,它让生物学、化学到物理学等领域的科学家着迷。手性通常被称为“利手性”,它描述了具有不同左手或右手形式的物体。它是自然界的一个基本特征,出现在许多尺度上:在分子和氨基酸中,在 DNA 的标志性双螺旋结构中,甚至在蜗牛壳的螺旋形状中。

氨基酸 DNA

现在,普林斯顿大学的研究人员在曾经被认为是非手性的材料中发现了隐藏的手性量子态。这一突破揭示了物理学界长期存在的争论,并突破了量子科学可能的界限。

普林斯顿大学

在《自然通讯》最近发表的一项研究中,由普林斯顿大学尤金·希金斯 (Eugene Higgins) 物理学教授 M. Zahid Hasan 领导的团队使用先进的扫描光电流显微镜 (SPCM) 检测 KV3Sb5(一种具有 Kagome 晶格结构的拓扑材料)中电荷密度波内的对称性破缺。他们的发现有助于解决一个重大争议:这些类型的材料是否可以自发地打破对称性以形成手性量子态——这是一个对未来量子技术发展具有影响的关键问题。

自然通讯 3 5

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