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交大攜手日本 研究世界最小摩擦力

2016-6-15 10:08 作者:lihpao809

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交大與日本理化學研究所建立「前瞻基礎科學聯合研究實驗室」,購置尖端「極低溫儀器」設備運抵交大。儀器順利運轉3年後,雙方聯合實驗室首篇論文終於誕生,揭開微奈米尺度下電子移動現象的全新視角。
交大攜手日本 研究世界最小摩擦力



▲研究團隊合照。後排左起:David Rees、林志忠、Kimitoshi Kono。圖/交通大學提供
交通大學於2012年與日本理化學研究所攜手建立「前瞻基礎科學聯合研究實驗室」,隔年該研究所購置尖端「極低溫儀器」設備運抵交大。儀器順利運轉3年後的今天,雙方聯合實驗室首篇論文終於誕生,揭開微奈米尺度下電子移動現象的全新視角。







新的電子移動概念 團對未來嘗試控制單顆電子

論文〈Stick-Slip Motion of the Wigner Solid on Liquid Helium〉發表於極具指標性的《物理評論快報Physical Review Letters》,第一作者為英籍助理研究員David G.Rees,其餘作者有交大物理所教授林志忠、日籍交大講座教授Kimitoshi Kono、俄羅斯喀山大學博士生Niyaz R.Beysengulov,是英、台、日、俄的跨國合作研究。

David G.Rees說明研究過程,以低溫讓氦氣成為液態氦,再以燈絲通電釋出電子,部分電子會停留於液氦表面。

因電子間電荷的排斥現象,使電子在液氦薄膜上形成排列有序、等距的維格納晶體(Wigner crystal)。負電的電子降落後,極化液氦表面產生形變,出現週期性波峰和波谷,在波谷中靜止的電子被液氦表面黏著住。

若以電場施加外力推電子,外力達到臨界值時,電子脫離液氦表面黏著而滑動。電子滑動,其所受的外力驟降,重新被液氦表面黏著,形成嶄新的黏著與滑動現象。David G.Rees說:「這是自然界所能產生最小摩擦力的系統,也是學界中領先的發現。」

學得新的電子移動概念,團對未來將嘗試控制單顆電子,調變其量子態,使成為單顆電子組成的量子位元。多個量子位元構成量子電腦,執行量子計算,可破解高端機密密碼、運算最大質數及精密預測氣候。

林志忠說,大學有義務發現科學新知、促進人類文明提升並貢獻於宇宙,雙方聯合實驗室為交大開創新局,是邁向頂尖大學的亮麗突破,也是交大教學和研究走向多元發展的重要助力。

記者劉仲書/報導
上稿/數位編輯林詩萍