2020 न केवल एक वर्ष के रूप में दुनिया को याद रखेगा जिन्होंने सभी कल्पनीय और अकल्पनीय तापमान रिकॉर्ड तोड़ दिए, बल्कि मानव इतिहास की अवधि के रूप में, जिसके दौरान "एन्योन" नामक कणों के तीसरे साम्राज्य का अस्तित्व, जो दो आयामों में मौजूद है उसी समय। आम तौर पर, कण भौतिकी की बात करते हुए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाल ही में केवल दो श्रेणियां या साम्राज्य थे - बोसन और फर्म। दो शिविरों में प्राथमिक कणों को विभाजित करने के लिए मानदंड पीठ, क्वांटम संख्या का मूल्य है, जो कण पल्स के अपने क्षण को दर्शाता है। दूसरे शब्दों में, यदि स्पिन अलग से कणों को लिया गया है तो एक पूर्णांक द्वारा निर्धारित किया जाता है - आपके सामने बोसन, और यदि आधा रेंजर फर्मियन है। इस साल, शोधकर्ताओं ने कणों के तीसरे साम्राज्य के अस्तित्व के पहले संकेतों की खोज की, जिसका व्यवहार न तो बोसॉन या फर्म के व्यवहार की तरह नहीं है। हम बताते हैं कि सियोनास क्या है और आधुनिक भौतिकी के लिए उनकी खोज क्यों बहुत महत्वपूर्ण है।
"Eniona" क्या है?
ब्रह्मांड में प्रत्येक अंतिम कण ब्रह्मांडीय किरणों से क्वार्क तक है - या तो फर्मियन या बोसन। ये श्रेणियां ब्रह्मांड के इमारत के ब्लॉक को दो अलग-अलग साम्राज्यों में विभाजित करती हैं। पिछले 2020 में, शोधकर्ताओं ने कणों के तीसरे राज्य - एनओनास के अस्तित्व के पहले संकेतों की खोज की। दिलचस्प बात यह है कि Enions fermions की तरह व्यवहार नहीं करते हैं, न ही बोसन की तरह; इसके बजाय, उनका व्यवहार मध्य में कहीं है।
2020 की गर्मियों में प्रकाशित लेख में, विज्ञान विज्ञान में, भौतिकवादियों ने पहले प्रयोगात्मक साक्ष्य की खोज की कि ये कण साम्राज्यों के किसी भी प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी में फिट नहीं हैं। क्वांटा पत्रिका के साथ एक साक्षात्कार में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के भौतिकी के भौतिकी में नोबेल पुरस्कार विजेता फ्रैंक विल्च ने कहा, "हम बोसॉन और फर्मन हैं, और अब हमारे पास प्राथमिक कणों का तीसरा राज्य है।"
प्राथमिक कणों के व्यवहार का वर्णन करने वाले क्वांटम यांत्रिकी के कानून, शास्त्रीय भौतिकी के प्रसिद्ध कानूनों से बहुत अलग हैं, वे उन्हें काफी मुश्किल समझते हैं। ऐसा करने के लिए, शोधकर्ताओं की कल्पना करने की पेशकश ... चित्रा लूप। सब क्योंकि जब सोनियन बुने जाते हैं, उनमें से एक क्वांटम राज्यों को बदलते हुए दूसरे के चारों ओर "लपेटा" है।
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तो इलेक्ट्रॉनों के समान दो अविभाज्य कणों की कल्पना करें। एक ले लो, और फिर इसे दूसरे के चारों ओर लपेटें ताकि वह लौट आए जहां मैंने अपना रास्ता शुरू किया। पहली नज़र में ऐसा लगता है कि कुछ भी नहीं बदला है। और वास्तव में, क्वांटम यांत्रिकी की गणितीय भाषा पर, प्रारंभिक और अंतिम राज्यों का वर्णन करने वाले दो तरंग कार्यों को या तो एक इकाई में विचलन के बराबर या होना चाहिए। (क्वांटम यांत्रिकी में, आप उस संभावना की गणना करते हैं जो आप देखते हैं, एक वर्ग में एक तरंग समारोह खाने, ताकि यह गुणांक - 1 धोया गया हो)।
यदि कण के तरंग कार्य समान हैं, तो आप बोसंस से पहले। और यदि उन्हें 1 गुणांक से खारिज कर दिया जाता है, तो आप fermions को देखते हैं। और यद्यपि एक नए अध्ययन के दौरान प्राप्त निष्कर्ष पूरी तरह से गणितीय अभ्यास प्रतीत हो सकता है, लेकिन आधुनिक भौतिकी के लिए इसका गंभीर परिणाम है।
प्राथमिक कणों के तीन साम्राज्यों
शोधकर्ता यह भी ध्यान देते हैं कि फर्मियन कणों की दुनिया के असामान्य सदस्य हैं, क्योंकि वे कभी भी एक ही क्वांटम राज्य पर कब्जा नहीं करते हैं। इस वजह से, फर्मियन वर्ग से संबंधित इलेक्ट्रॉनों परमाणु के चारों ओर विभिन्न परमाणु गोले में पड़ जाते हैं। इस सरल घटना में परमाणु में अधिकांश जगह है - आवधिक प्रणाली और सभी रसायन शास्त्र की एक अद्भुत विविधता।
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दूसरी तरफ, बोसन्स झुंड के कण होते हैं जिनके पास एक ही क्वांटम राज्य को गठबंधन और अलग करने की एक खुश क्षमता होती है। इस प्रकार, फोटोन जो बोसॉन की कक्षा से संबंधित हैं, एक दूसरे से गुजर सकते हैं, जिससे प्रकाश किरणों को स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित करने की अनुमति मिलती है, और विलुप्त नहीं हो जाती है।
लेकिन क्या होता है यदि आपके पास एक क्वांटम कण दूसरे के आसपास है? क्या यह मूल क्वांटम राज्य में वापस आ जाएगा? इसे समझने के लिए या नहीं, टोपोलॉजी के एक छोटे से पाठ्यक्रम में गहराई करना आवश्यक है - रूपों की गणितीय परीक्षा। ऐसा माना जाता है कि दो फॉर्म टोपोलॉजिक रूप से समतुल्य हैं यदि किसी को बिना किसी अतिरिक्त कार्य (ग्लूइंग या अलगाव) के बिना दूसरे में बदल दिया जा सकता है। डोनट और कॉफी मग, जैसा कि पुरानी कहावत है, टोपोलॉजिकल रूप से समतुल्य हैं, क्योंकि किसी को आसानी से और लगातार दूसरे के लिए बनाया जा सकता है।
एक लूप पर विचार करें जिसे हमने किया था जब एक कण दूसरे के चारों ओर घूमता था। तीन आयामों में, इस लूप को बिंदु पर निचोड़ा जा सकता है। टोपोलॉजिकल रूप से, ऐसा लगता है कि कण बिल्कुल नहीं बढ़े। हालांकि, लूप के दो आयामों में कम नहीं हो सकता है, यह एक और कण पर अटक गया। इसका मतलब है कि यह प्रक्रिया में लूप का काम नहीं करेगा। इस प्रतिबंध के कारण - केवल दो आयामों में पता चला - दूसरे के चारों ओर एक कण का लूप एक ही स्थान पर कण के निवास के बराबर नहीं है। हाँ, सिर चारों ओर चला जाता है। यही कारण है कि भौतिकवादियों को कणों की तीसरी कक्षा की आवश्यकता होती है - एनओना। उनके तरंग कार्य उन दो निर्णयों तक ही सीमित नहीं हैं जो फर्म और बॉसन को परिभाषित करते हैं और ये कण कोई अन्य नहीं हैं।
1 9 80 के दशक की शुरुआत में, भौतिकी ने पहली बार "आंशिक क्वांटम हॉल प्रभाव" को देखने के लिए इन स्थितियों का उपयोग किया, जिसमें इलेक्ट्रॉनों को एक इलेक्ट्रॉन के स्ट्रोक वाले तथाकथित क्वासिपार्टिकल्स बनाने के लिए एकत्रित किया जाता है। 1 9 84 में, मौलिक दो पेज के काम में, फ्रैंक विल्चेक, डैनियल अलोवाया और जॉन रॉबर्ट श्रीफेरा ने दिखाया कि ये क्वासिपार्टिकल्स किसी भी तरह से हो सकते हैं। लेकिन वैज्ञानिकों ने कभी भी quasiparticles के इस तरह के व्यवहार को नहीं देखा, और इसलिए यह साबित नहीं कर सका कि आयनों किसी भी fermones या bosons के समान नहीं हैं।
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यही कारण है कि एक नया अध्ययन क्रांतिकारी है - भौतिकी अंततः साबित करने में कामयाब रहे कि सियोनास बोसन और फर्म के व्यवहार के बीच एक क्रॉस की तरह व्यवहार करते हैं। दिलचस्प बात यह है कि, 2016 में, तीन भौतिकी ने एक प्रयोगात्मक सेटअप का वर्णन किया, जो दो आयामों में एक छोटे से इंट्रॉन कोलाइडर जैसा दिखता है। फरवरी और उनके सहयोगियों ने कोलाइडर में धाराओं के उतार-चढ़ाव को मापने के समान कुछ बनाया।
वे यह दिखाने में कामयाब रहे कि सैओन्स का व्यवहार बिल्कुल सैद्धांतिक भविष्यवाणियों से मेल खाता है। आम तौर पर, वैज्ञानिक कार्य के लेखकों को उम्मीद है कि भ्रमित करने वाले इंजीनियर क्वांटम कंप्यूटर बनाने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा पाएंगे। क्वांटम कंप्यूटर और यह कैसे काम करता है, इसके बारे में और जानें, मेरे सहयोगी रैमिस गणीव की सामग्री में पढ़ें।