在教科書中我們經常看到原子、質子、中子、電子等各種微觀粒子的示意圖，雖然個個都用圓形來代表，其實它們不大可能真的是球形。

科學家們認為電子其實沒有固定的形狀，或者是帶尖角的粒子，或者其形狀隨著其能量水準而變化，即是一個波形函數才能表達的概念。現在，一組物理學家利用「量子點」（quantum dot）技術首次揭示了單個電子的形狀。

「量子點」是納米級別大小的半導體晶體。新一代電視機就有量子點電視（QLED），但是量子點技術的用途遠不止在這方面。

量子點也被當作「人造原子」，因為它能把電子固定在其中，用電場控制電子所在的位置。處於量子點中的電子類似被綁定在原子中的情況，因此量子點被稱為「人造原子」，不過其內部空間是自然界原子的一千倍大。利用分光鏡，研究者們能夠測到量子點內的能量水準，觀察在不同強度和方向的磁場下電子的情況，由此計算出電子在量子點內形狀的波形函數。

「簡單來說，我們用這個方法首次展示了電子的樣子。」研究者之一巴塞爾大學（University of Basel）的物理學家Daniel Loss說。

電子形狀、轉向的可控性

這份研究並未止步於此。研究者們還能夠通過改變電場準確控制電子的形狀、旋轉的方向。

研究者們表示，對電子轉向的控制在量子糾纏研究中有重要意義，因為成功的量子糾纏需要兩個電子處在同一平面內。

而且，電子的轉速也是量子電腦量子比特的一個重要考慮因素。

只有電子轉速可控，才可將其作為量子電腦的最小資訊單位元——量子比特。

由於電子的轉速部份取決於電子的形狀，因此這份研究為實現這一目標提供了潛在途徑。

這份研究在《物理評論快報》（Physical Review Letters）和《物理評論》（Physical Review B）B刊上都發表了。◇ 

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