2020. zapamtit će svijet ne samo kao godinu koja je prekršila sve zamislive i nezamislive temperaturne zapise, ali i kao razdoblje ljudske povijesti, tijekom kojeg postojanja trećeg kraljevstva čestice naziva "Eniona", koja postoji u dvije dimenzije u dvije dimenzije isto vrijeme. Općenito, govoreći o fizici čestica, treba napomenuti da su donedavno bilo samo dvije kategorije ili kraljevstva - Bosoni i fermioni. Kriterij za dijeljenje elementarnih čestica u dva kampa je vrijednost leđa, kvantni broj, što karakterizira svoj vlastiti trenutak pulsa čestica. Drugim riječima, ako se spin odvojeno poduzeti čestice određuju cijeli broj - ispred vas Bozon, a ako je polu-ranger fermion. Ove godine istraživači su otkrili prve znakove postojanja trećeg kraljevstva čestica - minija, čije ponašanje nije poput ponašanja ni bozona ili fermiona. Kažemo što je Eionas i zašto je njihovo otkriće od velikog značaja za modernu fiziku.
Šta je "Eniona"?
Svaka posljednja čestica u svemiru je od kosmičkih zraka za kvarkove - bilo fermion ili bozon. Ove kategorije dijele građevne blokove svemira u dva različita kraljevstva. U proteklih 2020. istraživači su otkrili prve znakove postojanja trećeg kraljevstva čestica - Enionas. Zanimljivo je da se minija ne ponašaju poput fermiona, niti poput Bosona; Umjesto toga, njihovo ponašanje je negdje u sredini.
U članku je objavljen u ljeto 2020. godine, u časopisu, fizičari su otkrili prve eksperimentalne dokaze da se te čestice ne uklapaju u bilo koji od poznatih fizičara kraljevstava. "Nekada smo imali bozone i fermiona, a sada imamo ovo Treće kraljevstvo osnovnih čestica", rekao je Frank Wilchk, dobitnik Nobelove nagrade u fizici iz Instituta za tehnologiju Massachusetts u intervjuu sa Quanta magazinom.
Budući da su zakoni kvantne mehanike koji opisuju ponašanje elementarnih čestica, vrlo su različiti od poznatih zakona klasične fizike, oni ih razumiju prilično teškim. Da biste to učinili, istraživači nude da zamisli ... Slika petlje. Sve zato što su se utkani utkani, jedan od njih je "omotan" oko druge, mijenjajući kvantne države.
Još uzbudljiviji članci o zakonima kvantne mehanike i najnovijih otkrića iz oblasti fizike, čitanje na našem kanalu u Yandex.dzen. Redovno su objavljeni članci koji nisu na mjestu.
Zato zamislite dvije nerazdvojne čestice slične elektronima. Uzmi jedan, a zatim je zamotao oko drugog tako da se vraća tamo gdje sam započeo svoj put. Na prvi pogled može se činiti da se ništa nije promijenilo. I zaista, na matematičkom jeziku kvantne mehanike, dvije valne funkcije koje opisuju početne i konačne države moraju biti jednake ili imaju odstupanje u jednu jedinicu. (U kvantnoj mehanici izračunavate verovatnoću da posmatrate, jedete val na kvadratu, tako da se ovaj koeficijent - 1 opran).
Ako su valne funkcije čestice identične, a zatim prije nego što bozone. A ako su odbijeni za 1 koeficijent, pogledajte Fermions. I iako se zaključak dobiven tokom novog studija može činiti čisto matematičkim vježbama, ima ozbiljne posljedice za modernu fiziku.
Tri kraljevstva elementarnih čestica
Istraživači također napominju da su fermioni antisocijalni pripadnici svijeta čestica, jer nikad ne zauzimaju istu kvantnu državu. Zbog toga elektroni koji pripadaju fermioničkoj klasi spadaju u razne atomske granate oko samog atoma. Od ovog jednostavnog fenomena postoji većina prostora u atomu - nevjerojatna raznolikost periodičnog sistema i svu hemiju.
Pročitajte i: Naučnici su se približavali razumijevanju zašto postoji svemir
Bosoni su s druge strane, stado čestice koje imaju sretnu sposobnost kombiniranja i odvojenih istim kvantnim stanjem. Dakle, fotoni koji pripadaju klasi bozona mogu proći jedan preko drugog, omogućavajući laganim zracima da se slobodno kreću i ne rasipaju.
Ali šta se događa ako imate jednu kvantnu česticu oko drugog? Hoće li se vratiti u originalnu kvantnu državu? Da bismo to shvatili ili ne, potrebno je produbiti u kratkom toku topologije - matematički pregled oblika. Vjeruje se da su dva oblika topološki jednaka ako se može transformirati u drugu bez dodatnih radnji (lijepljenje ili odvajanje). Krofna i šalica za kafu, kao što kaže stara izreka, topološki su ekvivalentni, jer se može biti glatko i kontinuirano formirano u drugu.
Razmislite o petlji koju smo učinili kad se jedna čestica rotirala oko druge. U tri dimenzije ova petlja može se stisnuti do točke. Topološki, izgleda da se čestica uopće ne krene. Međutim, u dvije dimenzije petlje se ne može smanjiti, zaglavio je na drugoj čestici. To znači da u procesu neće uspjeti u procesu. Zbog ove ograničenja - otkrivene samo u dvije dimenzije - petlja jedne čestice oko druge nije jednaka rezidenciji čestica na istom mjestu. Da, glava ide okolo. Zbog toga su fizičari trebali treći razred čestica - Eniona. Njihove valne funkcije nisu ograničene na dvije odluke koje definiraju fermions i bozone, a ove čestice nisu drugačiji.
Početkom 1980-ih, fizika su prvi put koristili ove uvjete za promatranje "frakcijske kvantnoj efekti", u kojim se elektroni skupljaju zajedno kako bi se stvorili tzv. 1984. godine u osnovnoj radu s dvije stranice, Frank Willchek, Daniel Alovaya i John Robert Sriffera pokazali su da ove kvazipartikele mogu biti u svakom slučaju. Ali naučnici nikada nisu primijetili takvo ponašanje kvazipartikala, a samim tim nisu mogli dokazati da anioni nisu slične nikakvim fermionima ili bozonima.
Zanimljivo je: Zašto je kvantna fizika slična magiji?
Zbog toga je nova studija revolucionarna - fizika napokon uspjela dokazati da se Eionas ponašaju kao križ između ponašanja bozona i fermiona. Zanimljivo je da je u 2016. godini tri fiziku opisala eksperimentalnu postavku, nalik na maleni intron Collider u dvije dimenzije. Februar i njegove kolege izgradili su nešto slično da mjere fluktuacije struje u sudaraču.
Uspjeli su pokazati da ponašanje minija tačno odgovara teorijskim predviđanjima. Općenito, autori naučnog rada nadaju se da će zbunjujući eniale moći igrati važnu ulogu u kreiranju kvantnih računara. Saznajte više o tome šta je kvantni računar i kako to radi, čitanje u materijalu mog kolege Ramisa Ganijeva.