物理學家創(chuàng)造出了一種被稱為量子分形的奇異結(jié)構(gòu)，從中可以揭示出電子的許多新奇特性和奇怪的行為表現(xiàn)。

分形是幾何學上的術(shù)語，分形圖案常見的重要特征是局部和整體高度相似，一直遞歸地自我重復：把局部放大后，看起來和原圖形一模一樣。它們在自然界中很常見。例如，羅馬花椰菜的一小簇是整個花簇的一個分支，而在不同尺度下它們具有自相似的外形。閃電分裂成許多分支，每個分支又具有相同的分叉結(jié)構(gòu)。此外，分形不具有通常的整數(shù)維度，也就是說它們不是二維平面和一維的線，而是介于兩者之間的某個維度；數(shù)學上，稱之為分數(shù)維度。

但是在微觀量子領(lǐng)域，分形并不是那么容易實現(xiàn)的?，F(xiàn)在，科學家在銅表面上用一氧化碳分子來創(chuàng)造人工量子分形。

銅表面的一氧化碳分子極其內(nèi)部的電子構(gòu)成的近似謝爾賓斯基三角形結(jié)構(gòu)|Kempkes et al., Nature Physics

研究人員在11月12日的《 Nature Physics》上報告說，在一氧化碳分子之間，銅元素中的電子在三角形內(nèi)形成了一個小三角形的分形形結(jié)構(gòu)，這被稱為謝爾賓斯基三角形。

當然，完整的謝爾賓斯基三角形將包含無限數(shù)量的三角形，因此研究人員只是創(chuàng)建了它的近似結(jié)構(gòu)，其重復結(jié)構(gòu)中包含了足夠多的三角形。以至于分形中的電子繼承了分數(shù)維度的特征：通過計算電子的波函數(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)電子被限制在謝爾賓斯基三角形的奇怪維度上，而波函數(shù)則相應(yīng)地繼承了相關(guān)的特征。

在這種情況下，科學家發(fā)現(xiàn)電子所在空間的維度約等于謝爾賓斯基三角形的維度，即1.58。

荷蘭烏得勒支大學的物理學家Cristiane Morais Smith說，“從理論的角度來看，這是一個非常有趣且具有開創(chuàng)性的結(jié)果。”

目前，科學家還不知道電子在分數(shù)維度上的表現(xiàn)得如何。“我們的工作延伸到了一個完全未知的領(lǐng)域。”

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。