驚！這種新型二維物質或能改寫物理學進程

印度理論學家薩蒂延德拉·納特·玻色因其 20 世紀 20 年代的工作而聲名遠揚，那時量子力學領域尚處於萌芽時期。正因如此，鮮爲人知的第五種物質形態——玻色 - 愛因斯坦凝聚體——才以他的成就來命名。

然而，近期，劍橋大學的科學家在《自然》雜誌上發表了一種新的二維物質形式，同樣以他的名字命名，叫做“玻色玻璃”。

玻色玻璃的獨特之處在於，這種材料呈現出玻璃的特性，不過這種物質相中粒子也是局域化的，這就意味着每個粒子都有點我行我素，不與相鄰的原子發生相互作用。

爲了更直觀地理解這個構想，研究人員把這種現象比作將牛奶倒入一杯咖啡裡。這兩種液體不會變成那種絕佳的紙袋棕色，而是永遠分離，留下一個永不停歇的黑白漩渦（也就是局域化）。

通常情況下，一杯咖啡具有遍歷性，這是一個數學概念，意味着其結果能夠進行統計測量。然而，玻色玻璃是非遍歷性的，這意味着它會記住自身的歷史，所以所有那些精確的倒牛奶的細節都至關重要。

“例如，僅僅知曉倒入的牛奶量，就足以預測我們的咖啡在經過長時間攪拌後的最終顏色，”劍橋大學的烏爾裡希·施耐德（Ulrich Schneider），該研究的資深作者，在一份新聞聲明中說。“然而，如果我們想要預測攪拌過程中白色和深色漩渦的完整結構，瞭解牛奶倒入的位置以及攪拌的精確方式是非常重要的。”

要創建這種二維的玻色玻璃，研究人員以非重複的模式使激光束相互重疊，並像傳統晶體那樣進行排列。然後，他們在該結構中填充了超冷原子。這種二維結構使物理學家現在能夠以更簡單的形式研究玻色玻璃。

“大型量子系統存在的一個重大限制在於，我們無法在計算機上對其進行建模，”施耐德在一份新聞聲明中說。“要準確描述這個系統，我們就得考慮它的所有粒子以及它們所有可能的構型，這個數量增長得極爲迅速。不過，我們如今有了一個現實中的二維實例，能夠直接對其進行研究並觀察其動態和統計數據。”

憑藉這個新的研究平臺，科學家們希望這種二維玻色玻璃能夠幫助尋找一種多體局域化材料，這種材料對量子計算機可能特別有用。

“找到一種具有多體局域化的系統或材料是一個長期的願望，”該研究的第一作者 Jr-Chiun Yu 在一份新聞聲明中說。“這樣一種材料將會帶來許多新的可能性，不僅用於基礎研究，而且用於構建量子計算機，因爲存儲在這樣一個系統中的量子信息應當更具局域性，並且不會泄漏到其環境中——這個過程被稱爲‘退相干’（一種量子行爲的喪失），它困擾着當前許多量子計算平臺。”

但是科學家們強調，在更爲基礎的層面，關於玻色玻璃還有很多他們不瞭解的東西，所以可能需要花費一些時間才能真正搞明白其潛在用途。