| 再砍(5)非连续空间的量子变换 |
| 送交者: 职老 2013年07月10日21:10:03 于 [五 味 斋] 发送悄悄话 |
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俺们知道,现在物理学的最大一个突破就是明白了:世界并非是永远连续的,从数学的角度说,就是整数集合的相互关系。
从1953年起的EPR相缪开始,物理学家已经把这种所谓的DUALITY的性质,也叫做对对偶性或者二象性,深入人心的引入了材料科学,特别是两种特殊的材料: 1)超导 2)石墨烯(有人喜欢用石墨烃)
从纯数学的角度而言其实就是哥德巴赫猜想,也叫做素数的随机碰撞几率不为零性。
举个栗子(这点我比鸟好很多,喜欢通俗移动的例子)
俺们知道,根据暴力不相溶原理 PAULI EXCLUSION P,所有的费米子,比如垫子,没有一个电子能占据同样的电子态。这就好比往一个水瓶里面加入电子,每个新加入的电子都要占据最低的能量状态,像水一样的占据整个瓶子。
就金属材料而言,游离的电子就占据着晶格的不同能量区域,并且拥有一个叫做费米能的阈值,在该值以上保留一定的空能级,加电以后,电子会超越这个阈值,并形成电流。绝缘材料则没有空能级,所有状态都被充满。
这是普通材料,但在超导体内,情况开始变的有趣。电子不再是简单的单个电子,而是形成了所谓的电子对,而且这个电子对符合所谓的量子纠缠,并且不再被视为费米子,暴力不相容原理在这里无效,电子对变成了玻色子。这些电子就可以拥挤进能量最低的状态,被称作:波色-爱因斯坦凝聚(BOSE-EINSTEINCONDENSATION)。就好比往瓶子里面灌水,这些水在瓶底形成一个宝宝的冰层,无论你灌多少水,都被这个冰层吸收,并且厚度不会增加。加电以后,电子进入一个稍微高的能级,并且可以不断的空出补充,形成没有阻力的电流。
量子临界点QUANTUM-CRITICAL-POINT,QCP
这种普通超导的特点,在高温超导体中又有了新的特点。比如申花被铁材料中掺入磷,电子之间因为晶格作用而形成电子对的特点变成了电子自旋相关的特色。由于磷的存在,材料形成了:自旋波密度SPIN-DENSITY WAVE. 比如在一半的铁原子基团中,电子自旋更倾向于向上,另外一半向下。随着磷的数目增加,自旋波密度强度会降低,如果被替代的砷超过一个临界比例,大约30%,自旋波密度就会消失。这时,电子自旋在每个基团中向上或者向下的概率又会重新相等,这个点就叫做:QCP,而这时就不再叫做超导,也没有自旋波密度SPW,而是形成了一种:奇异金属STRANG METAL,也叫做量子纠缠。
而且有趣的是,这种纠缠是整体规模的,不再是局部的电子纠缠对了。
其实,石墨烯也是这个特点,但不过是化学键下的整体电子海洋的纠缠了。
目前的研究表明这种电子对的纠缠是可以“传染的”,从两个电子对的纠缠发展到几十亿个电子的集体纠缠,也叫做:纠缠深度,并好像一个网络结构。
我目前研究的方向主要在生物量子纠缠,特别是大脑的神经元内部的一些可磷酸化蛋白和信号传递之间的电子量子耦合纠缠性的“传染性”以及非定阈性。
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