基于量子电动力学的数学扩展，理论物理学家正在探索“分子”的潜力，“分子”是静止不动的准粒子，可以提供安全的信息存储。尽管目前没有材料显示出这些分形，但正在进行的研究旨在创建更准确的模型，结合量子涨落，这可以指导实验物理学家设计和测量具有这些特性的材料，这可能会导致未来技术的重大飞跃。

(资料图片仅供参考)

Fractons 由于其无可挑剔的固定性，是数据存储的潜在候选者。然而，到目前为止，还没有发现任何实际材料显示出碎片。一组研究人员最近更仔细地研究了这些准粒子，揭示了一种令人惊讶的行为。

准粒子，例如固体中的激发，可以用数学表示；一个例子是声子，它很好地描述了随着温度升高而放大的晶格振动。

在数学上，还可以表达尚未在任何材料中观察到的准粒子。这些“理论”准粒子可能具有独特的性质，使它们值得进一步研究。以分数为例。

完善的信息存储

分子是自旋激发的分数，不允许拥有动能。因此，它们完全静止不动。这使得 fractons 成为完美安全信息存储的新候选者。特别是因为它们可以在特殊条件下移动，即搭载在另一个准粒子上。

分形数值建模

数值建模产生具有典型夹点（左）的分数特征，应该可以通过中子散射实验观察到。允许量子涨落模糊了这个特征（右），即使在 T=0 K 时也是如此。图片来源：HZB

“分子是从量子电动力学的数学扩展中产生的，其中电场不是被视为矢量，而是被视为张量——完全脱离真实材料，”柏林自由大学的理论物理学家 Johannes Reuther 教授解释道。 HZB.

简单模型

为了能够在未来通过实验观察分子，有必要找到尽可能简单的模型系统：因此，首先对具有反铁磁相互作用角原子的八面体晶体结构进行建模。

这揭示了自旋相关性中具有特征夹点的特殊模式，原则上也可以通过中子实验在真实材料中通过实验检测到。

“然而，在以前的工作中，自旋被视为经典矢量，没有考虑量子涨落，”Reuther 说。

包括量子涨落

这就是为什么 Reuther 与印度金奈印度理工学院的 Yasir Iqbal 和他的博士生 Nils Niggemann 一起，现在首次将量子涨落纳入了这个八面体固态系统的计算中。

这些是非常复杂的数值计算，原则上能够映射分形。“结果让我们感到惊讶，因为我们实际上看到量子涨落并没有增强分子的可见性，相反，即使在绝对零温度下，它们也会完全模糊，”Niggemann 说。

下一步，这三位理论物理学家想要开发一个可以上下调节量子涨落的模型。一种介于经典固态物理学和先前模拟之间的中间世界，在其中可以更详细地研究扩展量子电动力学理论及其分子。

从理论到实验

目前还没有已知的材料可以展示分形。但是，如果下一个模型能够更精确地指示晶体结构和磁相互作用应该是什么样子，那么实验物理学家就可以开始设计和测量此类材料。

“我认为这些发现在未来几年内不会得到应用，但也许在未来几十年内，这将是著名的量子飞跃，具有真正的新特性，”Reuther 说。

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