在一项由美国布朗大学物理学家进行的新研究中，一种前所未见的新型量子粒子——“分数激子”被发现。这种粒子既不属于传统的玻色子，也不属于费米子，而是介于两者之间的全新粒子类型。这一突破性发现为量子领域的研究带来了前所未有的认知拓展，相关研究成果已发表于权威期刊《自然》杂志。

　　研究人员揭示，这种新型准粒子虽然不携带整数电荷，但却遵循一种独特的量子统计规律。更令人振奋的是，它的发现解锁了一系列全新的物质量子相，不仅为科学研究开辟了全新的前沿领域，还深化了我们对基础物理的理解，并为量子计算领域的发展带来了全新的可能性。

　　该研究的重点是分数量子霍尔效应，它基于经典的霍尔效应，即在有电流的材料上施加磁场以产生横向电压。然而，在极低温度和极高磁场条件下，量子霍尔效应使得这种横向电压以清晰且独立的跳跃方式增加。而在分数量子霍尔效应中，这种跳跃方式变得更为奇特，电压的增加量仅为电子电荷的一小部分。

　　在实验过程中，研究人员构建了一个由两层二维纳米材料石墨烯组成的结构，中间用六方氮化硼绝缘晶体隔开。这种特殊的设置使他们能够精确控制电荷的运动，并成功生成了被称为激子的粒子，这些粒子由一个电子和一个空穴结合而成。随后，在比地球磁场强数百万倍的极强磁场中，研究人员观察到了新型分数激子的存在，这些激子表现出了异常的行为特征。

　　传统上，基本粒子被分为玻色子和费米子两类。玻色子能够共享相同的量子态，而费米子则遵循泡利不相容原理，即两个费米子不能占据同一量子状态。然而，实验中观察到的分数激子却不能完全归入这两类中的任何一类。它们虽然具有预期的分数电荷，但其行为却同时表现出了玻色子和费米子的特征，类似于两者的杂合体——任意子，但又具有独特的属性。

　　这种出乎意料的行为特征表明，分数激子可能代表了一类全新的、具有独特量子属性的粒子。研究进一步表明，激子可以存在于分数量子霍尔体系中，并且其中一些激子是由带分数电荷的粒子配对产生的，形成了表现不像玻色子的分数激子。这一发现不仅丰富了我们对量子粒子的认识，还为未来的科学研究和技术应用提供了新的方向和思路。

　　研究人员乐观地指出，这类新型粒子未来有望为改进量子层面的信息存储和处理方式提供重要支持，从而推动量子计算机的发展，实现更快、更可靠的量子计算。

（文章来源：科技日报，图片来源于网络）