2020 emlékezni fog a világ nem csak, mint egy évvel aki megtörte minden elképzelhető és elképzelhetetlen hőmérsékleti rekordok, hanem időszak az emberi történelem során, amelynek meglétét a harmadik birodalom részecskék, úgynevezett „Eniona”, amelyek léteznek a két dimenzióban a Ugyanakkor. Általánosságban elmondható, hogy a részecskefizikáról szól, meg kell jegyezni, hogy a közelmúltig csak két kategória vagy királyság - boson és fermionok voltak. Az elemi részecskék két táborba való elosztásának kritériuma a hátsó, kvantumszám értéke, amely a részecskeimpulzus saját pillanatát jellemzi. Más szóval, ha a spin-t külön-külön részecskéket egy egész szám határozza meg - Boson előtt, és ha a fél-ranger fermion. Ebben az évben a kutatók felfedezték a részecskék harmadik országának létezésének első jeleit, amelynek viselkedése nem olyan, mint a nem bozók vagy fermionok viselkedése. Elmondjuk, mi az Enionas, és miért nagy jelentőséggel bír a modern fizika szempontjából.
Mi az "enona"?
Az univerzum minden utolsó részecske a kozmikus sugaraktól a kvarkokra - akár Fermion vagy Boson. Ezek a kategóriák osztják az univerzum építőelemeit két különböző királyságba. Az elmúlt 2020-ban a kutatók felfedezték a részecskék harmadik országának létezésének első jeleit - enionas. Érdekes, hogy az egyességek nem viselkednek, mint a fermionok, sem a bozonok; Ehelyett viselkedésük valahol a közepén van.
A 2020-as nyáron közzétett cikkben a tudomány folyóiratban a fizikusok felfedezték az első kísérleti bizonyítékot, hogy ezek a részecskék nem illeszkednek a királyságok jól ismert fizikusaiba. „Mi van a bozonok és fermionok, és most itt van ez a harmadik birodalom elemi részecskék”, mondta Frank Wilchk, a Nobel-díjas fizikus a Massachusetts Institute of Technology egy interjúban QUANTA magazin.
Mivel a kvantummechanika törvényei, amelyek leírják az elemi részecskék viselkedését, nagyon eltérnek a klasszikus fizika jól ismert törvényeitől, meglehetősen nehéz megérteni őket. Ehhez a kutatók felajánlják, hogy elképzelhessék ... hurkok. Minden, mert amikor az ovions szőtt, az egyikük "csomagolva" a másik körül, megváltoztatja a kvantum államokat.
Még izgalmasabb cikkek a kvantummechanika törvényeiről és a fizikai felfedezések legújabb felfedezéseiről, a Yandex.dzen csatornánkról. Rendszeresen közzétett cikkek, amelyek nem szerepelnek a helyszínen.
Tehát képzeljük el, hogy két megkülönböztető részecske hasonló az elektronokhoz. Vegyünk egyet, majd tekerj egy másik körül, hogy visszatérjen, ahol elkezdtem az utamat. Első pillantásra úgy tűnik, hogy semmi sem változott. És valóban, a matematika nyelvén kvantummechanika két hullám leíró függvények a kezdeti és a végső állapot legyen egyenlő vagy egy eltérést egyetlen egységet. (A kvantummechanikában kiszámítani a valószínűségét, hogy figyelje, eszik egy hullám függvény egy négyzet, hogy ez a tényező - 1 kimossuk).
Ha a részecske hullámfüggvényei azonosak, akkor a bozontok előtt. És ha 1 együtthatót elutasítanak, akkor a fermionokat nézed. És bár az új tanulmány során kapott következtetés tisztán matematikai gyakorlatnak tűnhet, komoly következményekkel jár a modern fizika számára.
Az elemi részecskék három királysága
A kutatók azt is megjegyzik, hogy a fermionok a részecskék világának antiszociális tagjai, mivel soha nem foglalják el ugyanazt a kvantumállapotot. Emiatt az olyan elektronok, amelyek a Fermion osztályhoz tartoznak különböző atomi kagylókba az atom körül. Ebből az egyszerű jelenségből az Atom területének többsége - csodálatos időszakos rendszer és minden kémia.
Olvassa el továbbá: A tudósok megközelítették a megértést, hogy miért van egy univerzum
A Bosons viszont olyan állományrészecskék, amelyek boldog képességük van, és ugyanazt a kvantumállapotot összekapcsolják és elkülönítik. Így a bozontok osztályához tartozó fotonok áthaladhatnak egymással, lehetővé téve, hogy a fénysugarak szabadon mozoghassanak, és ne szétesjék.
De mi történik, ha van egy kvantumrészecske egy másik körül? Visszatér az eredeti kvantumállapotba? Ennek megértéséhez, vagy sem, meg kell mélyíteni egy rövid topológiát - a formák matematikai vizsgálatát. Úgy véljük, hogy két forma topológiailag egyenértékű, ha az embert további műveletek nélkül (ragasztás vagy szétválasztás) lehet átalakítani. Donut és kávés bögre, ahogy azt mondja, hogy a régi mondás szerint topológiailag egyenértékűek, mert az egyik lehet sima és folyamatosan kialakul a másikba.
Tekintsünk egy hurkot, amit tettünk, amikor egy részecske elforgatta a másik körül. Három dimenzióban ez a hurok a pontig terjedhet. Topológiailag úgy néz ki, hogy a részecske egyáltalán nem mozog. A hurok két dimenziójában azonban nem zsugorodhat, egy másik részecskét ragadt. Ez azt jelenti, hogy nem fogja kidolgozni a hurkot a folyamatban. E korlátozások miatt - csak két dimenzióban észlelt - az egyik részecske hurok a másik körül nem egyenértékű a részecske rezidenciájával azonos helyen. Igen, a fej körül megy. Ezért szükséges a fizikusok a részecskék harmadik osztályához - Enona. A hullámfunkcióik nem csak két döntésre korlátozódnak, amelyek meghatározzák a fermionokat és a bosonokat, és ezek a részecskék nem mások.
A korai 1980-as években, a fizika az első alkalommal használt ilyen körülmények megfigyelésére a „relatív kvantum-Hall-hatás”, amelyben elektronok gyűjtik össze, hogy hozzon létre az úgynevezett quasiparticles, hogy van egy stroke egy elektron. 1984-ben, az alapvető két oldalas munka, Frank Willchek, Daniel Alovaya és John Robert Sriffera azt mutatták, hogy ezek quasiparticles lehet egyébként. De a tudósok soha nem figyeltek meg ilyen viselkedése quasiparticles, és ezért nem tudta bizonyítani, hogy az anionok nem egyforma minden fermionok vagy bozon.
Érdekes: Miért kvantumfizika hasonlít a varázslatra?
Ezért egy új tanulmány forradalmi - a fizika végül sikerült bizonyítania, hogy enionas viselkedjen, mint egy kereszt a bozonok és a fermionok viselkedése között. Érdekes, hogy 2016-ban három fizika leírta a kísérleti beállítást, amely két dimenzióban egy apró intronos ütközőt hasonlít. Február és kollégái valami hasonlót építettek ahhoz, hogy mérjék az áramlások ingadozását az ütközőben.
Sikerült megmutatniuk, hogy az INTions viselkedése pontosan megfelel az elméleti előrejelzéseknek. Általában a szerzők tudományos munka reményében, hogy összekeveri enions képes lesz fontos szerepet létre kvantum számítógépek. Tudjon meg többet arról, hogy mi a kvantum számítógép és hogyan működik, olvassa el az anyag az én kollégám Ramis Ganiev.