2026年4月27日——麦吉尔大学研究人员开发出一种新型装置，可在极低温环境下产生名为声子的类声粒子。该技术有望用于制造声子激光器，在通信和医疗诊断领域具有潜在应用价值。

物理学副教授、研究合著者迈克尔·希尔克表示：“现代通信主要依赖光波（包括电磁波和电流）作为载体。但在海洋等介质中，声波可以传播而光波和电流无法穿透。在人体内，声波同样能成为有效工具。”

该装置由麦吉尔大学与加拿大国家研究委员会联合研制并完成分析测试，其核心材料由普林斯顿大学负责合成。

高速电子激发类声振动

该装置通过电流穿过二维晶体层实现工作，将电子束缚在仅几个原子厚度的通道内。研究人员发现，当电子以足够强度通过该通道时，会以可预测且可调谐的模式释放能量，形成被称为声子的类声振动波。

这一现象的实现需将装置冷却至10毫开尔文至3.9开尔文之间，在此超低温环境下电子行为更具可预测性，使研究人员能够观测到物质呈现波动性而非固态粒子特性的量子效应。

希尔克解释道：“在绝对零度的量子物理世界中，只有当电子以声速或超音速集体运动时才会产生声波。先前研究仅观察到电子速度接近声障时的相关效应，而我们的研究突破了这一极限，证明现有理论需要重新评估——即使晶体接近绝对零度，其内部电子仍可能处于极高能态。”

新型材料可提升装置速度

希尔克指出，下一步将探索采用石墨烯等新材料构建装置，以进一步提升其运行速度。

该突破可能催生高速通信技术、传感工具、生物材料及先进医疗系统的发展。“声子的可控生成与操控极具挑战性，我们正在开拓新研究范式。从广义上说，这项研究关乎电流与能量如何在先进电子材料内部传输与转化。”他补充道。