物理學家通過稱為Anyons的顆粒捕捉了他們對糾結的網絡編織的第一片清晰的瞥見。
觀察到的效果(稱為編織)是迄今為止存在的最驚人的證據 - 一種只能在兩個維度上發生的粒子。當對任何人編織時,一個任何人都會在另一個人周圍循環,改變了任何人的量子狀態。那在復雜的材料蛋糕中發現了編織效果,研究人員在6月25日在Arxiv.org發表的論文中報告。
理論物理學家弗蘭克·威爾西克(Frank Wilczek)說:“這絕對令人信服。”他在1980年代創造了“ Anyon”一詞。理論物理學家長期以來一直認為Anyons的存在,但“實際上將其視為另一個層次。”
自然中發現的基本顆粒屬於兩個類別之一:費米斯或玻色子。例如,電子是費米子,而光子(光的顆粒)是玻色子。 Anyons是第三類,但它們不會在我們的3D宇宙中作為基本粒子出現。該研究的合著者是“在標準的日常生活中看到的,這不是您在標準日常生活中看到的東西。”但是,任何人都可以在二維材料紙中表現出乾擾。從技術上講,“準顆粒”是許多電子集體運動的結果,它們的行為像一個粒子一樣。
任何人與費米子和玻色子不同的關鍵方式在於它們的編織方式。如果您要在自己的另一種玻色子上拖動一個玻色子或一個費米昂,那將不會有循環的記錄。但是對於任何人來說,這種編織改變了粒子的波函數,即描述粒子量子狀態的數學表達。該過程將稱為“相位”的附加因子插入波函數。
在新研究中,研究人員創建了一種設備,其中任何人都沿著二維層在一條分為兩者的路徑中行駛。一條路徑在設備中心的其他人周圍循環,例如一個孩子在玩鴨子,鴨子,鵝和朋友一起使用,而另一條路則是直接的路線。兩條路徑被團聚,研究人員測量了由此產生的電流。
在設備徒步旅行中獲得的額外階段會改變任何人在團聚並從而影響電流時干擾的方式。因此,研究人員在設備上調整了電壓和磁場,這改變了環路中心的任何人的數量 - 例如鴨,鴨,鵝,較大或較小的玩伴。隨著任何人被刪除或添加,改變了相位,從而在電流中產生不同的跳躍。
看到效果需要精心調整的分層材料,以篩選出其他會使Anyons遮蓋的效果。 “這絕對是實驗物理學中所做的最複雜和復雜的事情之一,” Microsoft Quantum的理論物理學家Chetan Nayak說。
以前的工作已經揭示了Anyons的強烈跡象。例如,物理學家GwendalFève及其同事們看著準粒子相互碰撞((SN:4/9/20)。這兩項研究共同使“ Anyons的存在非常有力證明”。
像Fève的作品一樣,這項新研究集中於一個名為Abelian Anyons的準粒子子類。雖然這些準顆粒尚未找到實際用途,但一些物理學家希望相關的非亞伯里亞人對構建比今天更強大的量子計算機有用容易出錯的機器((SN:6/22/20)。