據(jù)物理學家組織網(wǎng)2017年7月21日轉(zhuǎn)載來自美國國際商用機器公司（IBM）的消息，科學家在地球上觀察到重力異�，F(xiàn)象，有關學習結(jié)果于2017年7月19日已經(jīng)在自然（Nature）雜志網(wǎng)站發(fā)表――Johannes Gooth， Anna C. Niemann， Tobias Meng， Adolfo G. Grushin， Karl Landsteiner， Bernd Gotsmann， Fabian Menges， Marcus Schmidt， Chandra Shekhar， Vicky Süß， Ruben Hühne， Bernd Rellinghaus， Claudia Felser， Binghai Yan， Kornelius Nielsch. Experimental signatures of the mixed axialCgravitational anomaly in the Weyl semimetal NbP. Nature， 2017， 547：324C327. DOI: 10.1038/nature23005. 圖1就是IBM學習院（IBM Research）提供的UAM/CSIC理論物理學習所（Instituto de Fisica Teorica）的弦理論教授卡爾・蘭德斯泰納博士（Prof. Dr. Karl Landsteiner）、同時也是上述自然雜志論文的合作者為了解釋重力異常所勾畫的圖示。
Fig.1 Prof. Dr. Karl Landsteiner， a string theorist at the Instituto de Fisica Teorica UAM/CSIC and co-author of the paper made this graphic to explain the gravitational anomaly. Credit: IBM Research 參加此項學習的科學家包括來自德國漢堡大學（Universität Hamburg）納米結(jié)構(gòu)與固態(tài)物理學習所、瑞士蘇黎世IBM學習院（IBM Research -Zurich）、德國金屬材料學習院德累斯頓的萊布尼茲固態(tài)和材料學習所（Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden， Institute for Metallic Materials）、德國德累斯頓工業(yè)大學（Technical University Dresden）理論物理學習所、美國加利福尼亞大學（University of California）物理系、西班牙馬德里自治大學（Universidad Autónoma de Madrid）理論物理學習所（Instituto de Física Teórica UAM/CSIC）、德國馬克斯・普朗克固態(tài)化學物理學習所（Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids）以及以色列魏茨曼科學學習學院(Weizmann Institute of Science)凝聚態(tài)物理系的學習人員。 現(xiàn)代物理學特別是量子物理學，已經(jīng)使我們習慣于現(xiàn)實的奇怪的和違反直覺的概念，量子物理學以離開物理對象的奇怪疊加態(tài)而著名。例如，薛定諤貓（Schrödinger's cat），他發(fā)現(xiàn)自己無法判斷其是死是活。然而有時量子力學是更果斷的、甚至是破壞性的。 對于物理學家來說，對稱性就是圣杯。對稱意味著一個人可以某種方式改變一個對象并讓其不變的。例如，一個圓形的球可以被任意角度旋轉(zhuǎn)，但看起來總是相同的。物理學家說這是在旋轉(zhuǎn)操作之下是對稱的。一旦一個物理系統(tǒng)的對稱性被識別，預測其動力學通常是可以的。 不過有時量子力學的規(guī)律破壞對稱性，在沒有量子力學的世界也就是經(jīng)典系統(tǒng)中對稱性將會恰當存在。即使物理學家對此看起來很奇怪，但他們將這種奇怪現(xiàn)象稱之為“異常（anomaly）。 對其歷史的絕大局部而言，這些量子異常被局限于基本粒子物理學探索的范疇，巨大加速器實驗室如瑞士歐洲核子學習中心的大型強子對撞機（Large Hadron Collider at CERN in Switzerland）。然而，現(xiàn)在一種新型的材料，即所謂的威爾半金屬（Weyl semimetals，NbP）新形式，類似于三維石墨烯，允許我們把對稱破壞量子異常表達成日常工作現(xiàn)象，如電流的創(chuàng)建。 在這些特殊材料之中，電子有效的表現(xiàn)為完全相同的方式，如同在高能加速器中學習的基本粒子一樣。這些粒子有奇怪的屬性，它們不能在處于靜止狀態(tài)，它們必須在任何時候以一種恒定的速度移動。它們也有另一個被稱為自旋的特性，就像在微粒上附著了一個微小的磁鐵，它們以兩種狀態(tài)運動。自旋既可以在運動的方向，也可以是相反的方向。
Fig. 2 An international team of scientists have verified a fundamental effect in a crystal that had been previously only thought to be observable in the deep universe. The experiments have verified a quantum anomaly that had been experimentally elusive before. The results are appearing in the journal Nature. Credit: Robert Strasser， Kees Scherer; collage: Michael Büker 圖2是羅伯特・施特拉塞爾（Robert Strasser）、凱斯・舍雷爾（Kees Scherer）以及邁克爾・巴克（Michael Büker）提供的照片。一個國際性的科學家小組已經(jīng)驗證了晶體中一種基本效應，此晶體先前只認為是在宇宙深處可觀測的。實驗已經(jīng)驗證了一種之前一直在實驗上難以捉摸量子異常。相關學習結(jié)果已經(jīng)于2017年7月19日在自然（Nature）雜志網(wǎng)站發(fā)表。 當人們談及右手粒子或者左手粒子時，這些粒子就是具有某種屬性即手性的。通常情況下，兩個不同物種的粒子，除了它們的手性差異之外其余都是相同的，伴隨兩個不同對稱性而又粘附在一起情況的發(fā)生，它們的數(shù)量分別是守恒的。然而，量子異�？梢源輾鼈兊暮推焦蔡�，使手性粒子發(fā)生轉(zhuǎn)變，即將一種左手性粒子轉(zhuǎn)化成一種右手性粒子，或者將一種右手性粒子轉(zhuǎn)化為一種左手性粒子。 2017年7月19日在自然雜志網(wǎng)站發(fā)表的學習論文中，一個由國際性的物理學家、材料科學家和弦理論家組成的學習小組，已經(jīng)觀察到這樣一種具有最奇異的量子異常效應的材料，這種效應迄今為止被認為只有愛因斯坦的相對論所描述過時空曲率才會引起的。但此學習團隊的驚喜就在于他們竟然發(fā)現(xiàn)，在地球上的固體物理的屬性之中也有其存在，很多都是計算機行業(yè)的基礎，從微小的晶體管到云數(shù)據(jù)中心無不涉及。 IBM學習院的科學家、同時也是上述論文的主要作者約翰尼斯・古奇博士（Dr. Johannes Gooth）說：“對于第一次而言，我們在實驗上已經(jīng)觀察到這個地球上基本量子異常，對我們更好地了解宇宙是非常重要的。我們現(xiàn)在可以基于此異常來構(gòu)建一種新的固態(tài)設備，而這種異常以前從未被認為是在經(jīng)典電子設備如晶體管內(nèi)潛在的規(guī)避固有的一些問題。” 使用弦理論局部方法的新計算表明，這種重力異常也與如果此材料同時受熱和磁場作用生產(chǎn)的電流有關。 UAM/CSIC理論物理學習所（Instituto de Fisica Teorica UAM/CSIC）的弦理論家、教授、也是上述學習論文的合作者卡爾・蘭德斯泰納博士（Dr. Karl Landsteiner）說：“這是一個令人難以置信、而又激動人心的發(fā)現(xiàn)。我們可以清楚地得出結(jié)論，在任何物理系統(tǒng)中都可以觀察到相同的對稱性破壞，無論是發(fā)生在宇宙的開始或正在今天發(fā)生，恰恰就是在地球上。” IBM的科學家預測這一發(fā)現(xiàn)將會圍繞傳感器、開關、熱電冷卻器或能量采集等設備的開發(fā)，改進能耗打開新局面，開辟新方向。 科學家在地球上觀察到重力異常 | 責任編輯：蟲子
