對于生存在三維空間的人類來說，我們所能做的，就是高低擺佈、進步后退的體驗這個天下（外加一個時候維度），但近期兩個物理試驗室展現的論文指出，他們已找到了“展現”第四個空間維度的方式。 這并不是說它們已找到四維空間，而是這兩個團隊在兩種分歧的二維裝配試驗中，不雅察到“四維量子霍爾效應”（4D quantum Hall effect）的存在。 這些試驗對于基本迷信有著相稱緊張的意義，由於這代表能夠將無機會讓工程師在這個絕對低維的天下中，透過特定的方今彩心水區法懂得到更高維度的物理學。 研討作者之1、賓州州立年夜學（Penn State）傳授 Mikael Rechtsman 指出，固然物理上并沒有 4D 的空間體系，但透過高維度體系被編碼的構造復雜性，我們仍無機會應用這個低維體系來接觸 4D 量子霍爾物理。 “大概在對更高維度的懂得中，我們可以提出新的物理學，并應用個中的上風計劃裝配給低維度的應用。” 然則這要怎麼做到呢？究竟作為三維生物，我們只能用數學來描寫四維空間，而沒法透過物理下去完成，但研討團隊以為，也許還有其他方法也能做到。 試著想一想：即便是三維圖形，仍會在立體上留下二維的暗影，而經由過程不雅察這個江豪記影子，便能輕微網絡一些有關三維圖形的資訊，研討職員是以以為百大企業查詢，大概經由過程不雅察一些實際天下的物理體系，我們也能夠從中找到一些低維度的“暗影”，借此來懂得四維天下的性子。 從數學來看，量子霍爾效應（FQHE）發生的其他后果，應當可以在四維空間體系中的測量中找出謎底。但一樣的，我們并沒有四維空間可以或許測試這個物理。 但依據登載在《天然》期刊上的論文表現，兩個團隊都勝利戰勝了這項停滯。 在歐洲的研討中，透過應用激光光將銣（Rb）原子困在二維空間，研討團隊製造出一品種似二維量子電荷泵（charge pump）結果，能摹擬出電荷傳輸的環境（原子不帶電），并應用這個體系測量到“第二陳氏數”（second Chern number），象征著四維空間效應的存在。 （Source：賓州年夜學 Rechtsman laboratory） 而賓州年夜學由 Rechtsman 引導的團隊，則是借由波導（Waveguide）對光線停止操縱，透過耦合的光纖與非凡玻璃摹擬出電場對帶電粒子的影響，不雅hami 世界杯察金球獎 世界杯到光線跳到裝配邊沿及角落的環境，即與 4D 量子霍爾效應相干的物理效應。 簡略來說，歐洲團隊正在研討年夜多半物理體系中的四維效應，而Rechtsman 引導的團隊則在研討統一個體系中的邊沿效應。 盡管這兩項試驗并不是真實的四維體系，只是可以或許展現“特定效應在四維空間中產生的結果會是怎樣”的高周密裝配，但兩個團隊都透露表現將會持續這項研討。 歐洲團隊的擔任人、德國慕尼黑年夜學（LMU Munich）Michael Lohse 盼望這項體系可以支撐那些更“狂野”的物理學研討，像是量子重力（quantum gravity）和外爾費米子（Weyl semimetal）。 而 Rechtsman 則以為透過研討，更高維度的上風也許能率領其他光子元件進展，乃至無機會在其他資料中發明相似的效應。 固然并不完整雷同，但兩個試驗都證明了四維體系中量子霍爾效應的存在， Lohse 以為，兩個試驗分離從分歧角度供應了全新的懂得，“我以為這兩個試驗都很好的完備了另一方。” Two Experiments Show Fourth Spatial Dimension Effect （首圖起源：shutterstock）
2019-03-16 00:31:00