En anionstudie avslöjar att kvantvärlden är främmande än man tidigare trott
Världen är mycket mer komplicerad än vad det verkar för oss vid första anblicken, och forskare som upptäcker fler och fler konstigheter bekräftar bara detta faktum.
Så en vetenskaplig grupp från Purdue University (USA, Indiana) genomförde ett unikt experiment och fick bekräftelse speciellt beteende hos elektroner, i vilka anyioner bildas - kvasipartiklar som bara kan existera i tvådimensionella system. Nu ska jag kort prata om dessa partiklar och förklara varför de är så konstiga och unika.
Anyions - vad är det och när upptäcktes de?
Fram till det ögonblick när någon upptäcktes delades elementära partiklar konventionellt i bara två typer:
- Fermions. Dessa partiklar inkluderar till exempel elektroner.
- Bosons. Dessa partiklar innefattar exempelvis fotoner.
Bosoner och fermioner har betydande skillnader, enligt vilka:
- fermioner kan ha fraktionerad snurrning, men bosoner inte;
- fermioner har antipartiklar, men bosoner inte;
- Paulis uteslutning gäller endast fermioner.
De började prata om anyons 1977. Det var då den teoretiska underbyggnaden av den nya partikeln gavs av norska teoretiska fysiker.
Och i huvudsak är dessa unika partiklar något gemensamt (med deras avvikelser) mellan bosoner och fermioner och kan inte tillskrivas någon kategori. Själva namnet har roten NÅGON - som översätts från engelska som "Alla, alla."
Så anyons har unika egenskaper: till exempel har de en bråkdelning, liksom fraktionerad kvantstatistik. Dessutom har de egenskaperna hos minne och lagrar information om interaktionen med andra kvaspartiklar.
Vilken som helst kan existera endast i speciella fall av excitering av elektroner, och som det visade sig har de verkligen en lägre laddning än den elektroniska elementladdningen. Det verkade omöjligt - men det är ett faktum.
Ny anjonforskning
För första gången bekräftades experimentellt förekomsten av anyions 2005 av fysiker vid Stony Brook University (USA, New York). Och det nya arbetet från amerikanska forskare har tillhandahållit mer experimentella data som bekräftar existensen av allioner.
I det nya arbetet lyckades ingenjörerna skapa sådana förhållanden under vilka elektronerna rörde sig längs en speciell labyrint, realiserade i en nanoskala interferometer gjord av galliumarsenid och aluminium-galliumarsenid.
Samtidigt påverkades denna labyrint av ett starkt magnetfält med induktion av 9 T och kylning till 10 millikelvin.
Samtidigt indikerade den resulterande bilden, som forskare började kalla "pyjamasdiagrammet", utseendet på något.
Forskare fortsätter sin forskning och planerar att komplicera laboratorieuppsättningen så att det blir möjligt att kontrollera antalet kvaspartiklar och försöka kontrollera deras beteende i kammaren.
Denna studie visade först att kvantvärlden är mycket mer komplex och förvirrande än ansågs tidigare, och, möjligen, i framtiden kommer partiklar att upptäckas, som nu betraktas som enkla omöjlig.
Och ur praktisk synvinkel kommer ny forskning om anyons att hjälpa till att skapa framtidens mycket effektiva kvantdatorer.
Om du gillade materialet har du en gilla, prenumeration och en kommentar. Tack för att du läste till slutet.