首页 量子物理规律答应两个电子,一起处于完全相同的状况?

量子物理规律答应两个电子,一起处于完全相同的状况?

当电流施加在一层薄薄的二硒化钨上时,它开端以一种极不寻常的方法发光。除了其他半导体资料能够发射的一般光外,二硒化钨还会发生一种十分特别类型的量子光,这种光只在资料的特定点发生。它由一系列光子组成,这些…

当电流施加在一层薄薄的二硒化钨上时,它开端以一种极不寻常的方法发光。除了其他半导体资料能够发射的一般光外,二硒化钨还会发生一种十分特别类型的量子光,这种光只在资料的特定点发生。它由一系列光子组成,这些光子总是一个接一个地发射,而不是成对或成束地发射。这种反聚束效应关于量子信息和量子密码学范畴的试验能够说十分完美,在这些范畴需求单光子。但是,多年来,这种发射一直是一个谜。

维也纳大学科学家现在现已解说了这一点:资猜中单个原子缺点的奇妙相互作用和机械应变是构成这种量子光效应的原因。核算机模仿显现电子怎么被驱动到资猜中的特定方位,在那里它们被缺点捕获,失掉能量并发射光子。量子光之谜的研讨成果现在现已宣布在《物理谈论快报》上。二硒化钨是一种二维资料,可构成极薄的层,这样的层只要三个原子层厚,中心有钨原子,下面和上面的硒原子耦合。维也纳大学理论物理研讨所的卢卡斯·林哈特(Lukas Linhart)解说说:

假如向该层供给能量,例如经过施加电压或用恰当波长的光照耀它,它就会开端发光。这自身并不稀有,许多资料都是这样。但是,当具体分析二硒化钨宣布的光时,除了一般光外,还检测到一种具有十分不寻常特性的特别类型的光。这种特别天然量子光由特定波长的光子组成,它们总是独自发射,永久不会一同检测到相同波长的两个光子。弗洛里安·利比施教授解说说:这告知咱们,这些光子不能在资猜中随机发生

但有必要在二硒化钨样品中存在某些点,这些点一个接一个地发生许多这些光子,其研讨重点是二维资料。要解说这种效应,需求在量子物理水平上具体了解资猜中电子的行为。二硒化钨中的电子能够占有不同能态。假如电子从高能状况变为低能状况,就会发射光子。但是,这种跳动到较低能量并不总是被答应:电子有必要遵从某些规律,如动量守恒和角动量守恒。因为这些守恒规律,高能量子态中的电子有必要留在那里。

缺点和歪曲

二硒化钨层历来都不是完美的。在某些当地,一个或多个硒原子可能会丢掉,这也改动了这个区域中电子态的能量。此外,资料层并不是一个完美的平面,就像毯子铺在枕头上时会起皱相同,当资料层悬浮在小的支撑结构上时,二硒化钨会部分拉伸,这些机械应力对电子能态也有影响。资料缺点和部分应变的相互作用是杂乱的。但是,科学家们现在现已成功地在核算机上模仿了这两种影响。事实证明,只要这些效应的组合才干解说古怪的光效应。

在资料的那些微观区域,缺点和外表应变一同呈现,电子的能级从高能量状况改动到低能量状况,并发射光子。量子物理规律不答应两个电子一同处于完全相同的状况,因而,电子有必要一个接一个地阅历这个进程。因而,光子也会一个接一个地发射出来。一同,资料的机械变形有助于在缺点邻近堆集很多电子,以便在最终一个电子现已改动其状况并发射光子之后,另一个电子简单进入。这一结果表明,超薄二维资料为资料科学拓荒了全新的可能性。

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