前瞻技術脈動：光子與量子技術（202405）

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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2024年3月14日

圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術（202405）

金屬之謎：在量子雜訊實驗中「奇異金屬」令人困惑的沉默
Rice University與Vienna University of Technology的研究團隊發表於《Science》期刊的研究成果指出，該團隊使用被稱為「奇異金屬」的量子材料YbRh2Si2進行散粒雜訊實驗，該材料表現出非傳統的電流流動，挑戰了傳統的準粒子理論。

實驗結果顯示，該金屬中的電流呈現出液體狀態，難以用準粒子理論解釋。被抑制的散粒雜訊更顯示準粒子可能並未被明確定義，因此需要一個新的詞彙來描述集體電荷運動。該研究提供了挑戰理論預期的實證證據，指出「奇異金屬特性」可能普遍存在於各種物理系統中。研究成果有助於拓展對於量子臨界性的理解，並可應用於各種表現奇異金屬行為的化合物上。該研究由 National Science Foundation、European Research Council和Austrian Science Fund等機構資助。
參考資料：Metallic Mystery: The Puzzling Silence of a “Strange Metal” in Quantum Noise Experiment. SciTechDaily, 2023/11/27.

超小型粒子加速器以四英寸的尺寸完成了一英里的工作
University of Texas at Austin和TAU Systems研究團隊發表於《Matter and Radiation at Extremes》期刊的研究成果指出，該團隊研發出一種超小型粒子加速器，僅使用長度為4英寸的氦氣氣室，便能產生100億電子伏特的粒子束。

該加速器使用改良後的尾隨場加速技術，將光脈衝轉換為電磁波，能在短距離內迅速加速粒子。研究團隊的關鍵創新在於使用輔助消融雷射（auxiliary ablation laser），將金屬奈米粒子注入氣室，增強電子在跟隨雷射脈衝時接收到的能量。此超小型加速器的應用領域包括驅動用於原子尺度成像的X射線自由電子雷射（X-ray free electron laser）和測試用於太空飛行的電子元件的輻射抗性。
參考資料：Ultra-compact particle accelerator does a mile's work with four inches. New Atlas, 2023/11/28.

量子工具為未知現像打開了大門
科學家們在具有51個粒子的離子阱量子模擬器中，透過逐個粒子地重新創建真實材料並在受控實驗室環境中對其進行研究來模仿真實材料。在因斯布魯克量子模擬器中，這些溫度分佈是透過電腦和量子系統之間的回饋迴路確定的，電腦不斷產生新的分佈並將其與實驗中的實際測量結果進行比較。研究人員獲得的溫度分佈表明，與環境相互作用強烈的粒子是「熱」的，而那些相互作用很少的粒子是「冷」的，這符合當粒子之間的相互作用很強時，糾纏會特別大。（783字；圖1）
參考資料：Quantum tool opens door to uncharted phenomena. phys.org, 2023/10/29.

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