คณิตศาสตร์ใหม่ชี้ว่าอาจมีอนุภาคประเภทที่สามที่ 'เป็นไปไม่ได้' อยู่

กลศาสตร์ควอนตัมได้จำแนกอนุภาคออกเป็นสองประเภทมายาวนาน:และ-

ตอนนี้นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยไรซ์ในสหรัฐอเมริกาพบว่าประเภทที่สามอาจเป็นไปได้ อย่างน้อยก็ในทางคณิตศาสตร์ พฤติกรรมของพวกมันรู้จักกันในชื่ออนุภาคพาราพาร์ติเคิลอาจบ่งบอกถึงการมีอยู่ของอนุภาคมูลฐานที่ไม่มีใครเคยนึกถึงมาก่อน

"เราได้พิจารณาแล้วว่าอนุภาคชนิดใหม่ที่เราไม่เคยรู้มาก่อนนั้นเป็นไปได้"พูดว่าKaden Hazzard ผู้ร่วมเขียน Zhiyuan Wang ได้คิดค้นทฤษฎีเพื่อแสดงให้เห็นว่าวัตถุที่ไม่ใช่เฟอร์มิออนหรือโบซอนสามารถดำรงอยู่ในความเป็นจริงทางกายภาพได้อย่างไร โดยไม่ละเมิดกฎใดๆ ที่ทราบ

เฟอร์มิออนหมายรวมถึงอนุภาคพื้นฐานที่ 'สร้าง' อะตอม เช่น อิเล็กตรอนและควาร์ก หากพูดให้เจาะจงยิ่งขึ้น ก็คือ พวกเขามีจากการครอบครองสถานะควอนตัมที่เหมือนกัน ทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่มีเฟอร์มิออนที่ตรงกันสองตัวที่สามารถเติมเต็มพื้นที่เดียวกันได้

"พฤติกรรมนี้รับผิดชอบต่อโครงสร้างทั้งหมดของตารางธาตุ"พูดว่าฮาซซาร์ด. "นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมคุณถึงไม่เพียงแค่นั่งเก้าอี้เมื่อนั่งลง"

โบซอนถูกกำหนดโดยการวัดที่แตกต่างกันสำหรับคุณสมบัตินี้ ซึ่งช่วยให้พวกมันผ่านไปได้เหมือนผีในทางเดิน

โดยทั่วไปจะทำหน้าที่เป็นพาหะของแรง เช่น โฟตอนและกลูออนในรูปแบบที่ผลักและดึงเฟอร์มิออนเข้าไปในทุกสิ่ง ตั้งแต่โปรตอน เม่น มันฝรั่ง ไปจนถึงดาวเคราะห์

มีข้อยกเว้นที่น่าสังเกตประการหนึ่งสำหรับกฎการแยกควอนตัมรัฐที่เข้มงวดนี้ วัสดุบางชนิดถูกจำกัดไว้เพียงสองมิติเท่านั้นที่สามารถก่อให้เกิดพฤติกรรมคล้ายอนุภาคที่ฝ่าฝืนกฎทางสถิติที่คาดหวังของเฟอร์มิออนและโบซอน ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนสถานะควอนตัมที่ไม่เหมือนใครได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เป็นที่รู้จักอย่างใครๆช่องโหว่ทางเทคนิคเหล่านี้ไม่สามารถขยายไปสู่อวกาศสามมิติของจักรวาลของเราได้ ดังนั้นจึงไม่น่าจะถูกนำเสนอด้วยอนุภาคพื้นฐานใดๆ ที่เรายังค้นพบโดยสุจริต ลดช่องทางใหม่ในฮาร์ดแวร์ควอนตัม มันเหมือนกับพวงกุญแจแปลกใหม่ที่คุณสามารถไปรับได้ที่เคาน์เตอร์ด้านหน้า

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เคยหยุดนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากการแก้ไขคำอธิบายควอนตัมของอนุภาคสมมุติเพื่อดูว่ามีอะไรเหลืออยู่ ซึ่งปฏิบัติการอยู่ในสนามที่เรียกว่าพาราสเตติกส์- ถึงแม้จะเป็นการแสดงออกทางคณิตศาสตร์ล้วนๆ แต่การทำเช่นนี้สามารถเปิดเผยความจริงที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นว่าเฟอร์มิออนและโบซอนล้วนมีอยู่จริงหรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้น เพราะเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น

นับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นในช่วงต้นถึงกลางศตวรรษที่ 20 นักพาราสถิติศาสตร์ล้มเหลวในการค้นหาสิ่งใด ๆ ที่ไม่สามารถตกอยู่ในหรือกล่อง ในความเป็นจริง เมื่อทฤษฎีควอนตัมพัฒนาขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ก็เริ่มชัดเจนมากขึ้นว่าทฤษฎีใดๆ ที่พัฒนาผ่านพาราสถิติจะแยกไม่ออกจากจักรวาลที่มีเพียงเฟอร์มิออนและโบซอน

Wang และ Hazzard คิดว่าพวกเขาได้เปิดเผยเหตุผลที่ไม่เห็นด้วยแล้ว ด้วยการแนะนำขั้นตอนที่สองของการวัดปริมาณที่แตกต่างจากวิธีการก่อนหน้านี้ พวกเขาได้แสดงให้เห็นพฤติกรรมโดยรวมของวัสดุที่สามารถก่อให้เกิดอนุภาคที่มีลักษณะคล้ายกับคนอื่นๆ แม้ว่าพวกมันจะเลี้ยวมุมในจักรวาลสามมิติไม่มากก็น้อยเหมือนกับของเราเอง

แนวคิดนี้ยังขาดการทำแผนที่เส้นทางไปยังอนุภาคประเภทใหม่ทั้งหมด ซึ่งให้บริการเพียงเพื่อแสดงให้เห็นว่าเราอาจยังไม่ต้องการปิดหนังสือเกี่ยวกับความเป็นไปได้นี้

"เพื่อให้เกิดอนุภาคคู่ขนานในการทดลอง เราต้องการข้อเสนอทางทฤษฎีที่สมจริงกว่านี้"พูดว่าวัง.

การรู้ถึงฮาร์ดแวร์โมเดลมาตรฐานของฟิสิกส์ควอนตัมนั้นยังไม่สามารถหาอะไรทำได้และไม่มีที่ว่างสำหรับอิฐของหรือน้ำพุอันลึกลับไม่แพ้กันการมีแผนขยายก็คุ้มค่า

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในธรรมชาติ-