科学家在一维量子气中创建异国情调的“ Anyons”

在一个令人惊叹的首先中,科学家在1D超低气体中观察到了任何人(具有统计量之间的异性颗粒)。这一发现可以为高级量子状态铺平道路,并可能改变量子计算。在宇宙中,一切都是从两种基本类型的粒子类型中构建的:费米和玻色子。 fermions,例如电子和夸克,是构建块[...]

来源:SciTechDaily
研究人员将杂质注入一维超冷气体中,从而产生具有奇异特性的准粒子。图片来源:因斯布鲁克大学

科学家们首次在一维超冷气体中观察到了任意子(具有中间统计数据的奇异粒子)。这一发现可能为先进的量子态铺平道路,并有可能改变量子计算。

量子计算

在宇宙中,一切都是由两种基本类型的粒子构成的:费米子和玻色子。费米子与电子和夸克一样,是物质的组成部分。另一方面,玻色子是自然力量的使者。例如,光子携带光和电磁相互作用,而胶子通过强力将原子核保持在一起。

费米子和玻色子 电子 夸克 光子

这些粒子不仅在功能上有所不同,而且还遵循不同的行为规则。当两个费米子交换位置时,​​它们共享的量子波会以一种非常特定的方式发生变化,产生一种称为π相位的数学扭曲。玻色子不会​​这样做。它们的相位保持不变。这些量子规则有助于解释从元素周期表如何组织到超导体如何工作的一切。

输入任意子:中间的奇异粒子

现在,研究人员发现了一种新的粒子,它并不完全属于这两个类别。这些是任意子,它们与物理学中的其他任何东西都不同。任意子的量子行为介于费米子和玻色子之间。它们的相移并不固定在零或π,而是介于两者之间。

任意子并不作为独立粒子存在。相反,它们在奇异的物质量子态中作为激发而出现,有点像声子如何在固体中以振动形式出现并发挥“声音粒子”的作用。科学家之前已经发现了任意子,但仅限于二维系统。多年来,物理学家一直想知道:任意子是否可以在一维中存在?

一维领域的突破:在超冷气体中检测到任意子

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