物理学家发现了一种奇怪的新型一维粒子

研究人员首次描述了一维任意子的性质,并概述了如何使用现有的实验装置观察这些粒子。传统上,物理学家将三维宇宙中的所有基本粒子分为两类:玻色子和费米子。玻色子通常包括光子等载力粒子,而费米子则构成物质,包括[...]

来源:SciTech日报

研究人员首次描述了一维任意子的性质,并概述了如何使用现有的实验装置观察这些粒子。

传统上,物理学家将三维宇宙中的所有基本粒子分为两类:玻色子和费米子。玻色子通常包括光子等载力粒子,而费米子则构成物质,包括电子、质子和中子。

然而,在低维系统中,这种明显的区别开始被打破。自 20 世纪 70 年代以来,科学家们预测存在介于玻色子和费米子之间的第三类粒子,称为任意子。这些粒子于 2020 年首次在超薄、强磁化半导体系统中进行实验观察到。

在这项工作的基础上,冲绳科学技术研究所 (OIST) 和俄克拉荷马大学的研究人员现已确定了一个可以存在任意子的一维系统,并分析了其理论性质。

控制超冷原子系统中单个粒子的进展使得通过实验探索这些想法成为可能。 “我们宇宙中的每个粒子似乎都严格分为两类:玻色子或费米子。为什么没有其他粒子呢?” OIST 量子系统部门的 Thomas Busch 教授问道。 “通过这些工作,我们现在打开了提高我们对量子世界基本属性的理解的大门,看到理论和实验物理学将我们带向何方是非常令人兴奋的。”

打破玻色子/费米子二元

传统的分类取决于相同粒子交换位置时的行为方式。在三维空间中,实验仅显示两种可能的结果:要么系统保持不变,如玻色子,要么改变符号,如费米子。

可调任意子的配方

DOI:10.1103/zf6z-2jjs

DOI:10.1103/h2vs-ll9d

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