2020 akan mengingat dunia tidak hanya sebagai satu tahun yang memecahkan semua catatan suhu yang dapat dibayangkan dan tak terbayangkan, tetapi juga sebagai periode sejarah manusia, di mana keberadaan kerajaan ketiga partikel yang disebut "Eniona", yang ada dalam dua dimensi di waktu yang sama. Secara umum, berbicara tentang fisika partikel, harus dicatat bahwa sampai saat ini hanya ada dua kategori atau kerajaan - bos dan fermion. Kriteria untuk membagi partikel-partikel elementer menjadi dua kamp adalah nilai bagian belakang, jumlah kuantum, yang menjadi ciri momennya sendiri dari pulsa partikel. Dengan kata lain, jika putaran secara terpisah mengambil partikel ditentukan oleh bilangan bulat - di depan Anda Boson, dan jika setengah-ranger adalah Fermion. Tahun ini, para peneliti menemukan tanda-tanda pertama keberadaan kerajaan ketiga partikel, yang perilakunya tidak seperti perilaku boson atau fermion. Kami memberi tahu apa ENIONAS dan mengapa penemuan mereka sangat penting untuk fisika modern.
Apa itu "Eniona"?
Setiap partikel terakhir di alam semesta berasal dari sinar kosmik hingga quark - baik fermion atau boson. Kategori-kategori ini membagi blok bangunan alam semesta menjadi dua kerajaan yang berbeda. Pada tahun 2020 terakhir, para peneliti menemukan tanda-tanda pertama keberadaan kerajaan ketiga partikel - Eniones. Menariknya, Enigs tidak berperilaku seperti fermion, atau seperti bosan; Sebaliknya, perilaku mereka ada di suatu tempat di tengah.
Dalam artikel tersebut, diterbitkan pada musim panas 2020, dalam jurnal Science, fisikawan menemukan bukti eksperimental pertama bahwa partikel-partikel ini tidak cocok dengan fisikawan kerajaan yang terkenal. "Kami dulu memiliki bos dan fermion, dan sekarang kami memiliki kerajaan ketiga dari partikel sekolah dasar ini," kata Frank Wilchk, pemenang Hadiah Nobel dalam Fisika dari Institut Teknologi Massachusetts dalam sebuah wawancara dengan Majalah Quanta.
Sejak hukum mekanika kuantum, menggambarkan perilaku partikel-partikel elementer, sangat berbeda dengan hukum fisika klasik yang terkenal, mereka memahaminya cukup sulit. Untuk melakukan ini, peneliti menawarkan untuk membayangkan ... tokoh loop. Semua karena ketika Enions ditenun, salah satunya "dibungkus" di sekitar yang lain, mengubah kondisi kuantum.
Bahkan lebih menarik artikel tentang hukum mekanika kuantum dan penemuan terbaru di bidang fisika, baca di saluran kami di Yandex.dzen. Ada artikel yang diterbitkan secara teratur yang tidak ada di situs.
Jadi bayangkan dua partikel yang tidak dapat dibedakan mirip dengan elektron. Ambil satu, dan kemudian bungkus di sekitar yang lain sehingga kembali ke tempat saya memulai dengan cara saya. Pada pandangan pertama mungkin tampaknya tidak ada yang berubah. Dan memang, pada bahasa matematika mekanika kuantum, dua fungsi gelombang yang menggambarkan keadaan awal dan akhir harus sama dengan atau memiliki penyimpangan ke dalam satu unit. (Dalam mekanika kuantum, Anda menghitung kemungkinan yang Anda amati, makan fungsi gelombang dalam kotak, sehingga koefisien ini - 1 dicuci).
Jika fungsi gelombang partikel identik, maka sebelum Anda bos. Dan jika mereka ditolak oleh 1 koefisien, maka Anda melihat fermion. Dan meskipun kesimpulan yang diperoleh dalam perjalanan studi baru mungkin tampak murni latihan matematika, ia memiliki konsekuensi serius bagi fisika modern.
Tiga Kerajaan Partikel Dasar
Para peneliti juga mencatat bahwa fermion adalah anggota antisosial dari dunia partikel, karena mereka tidak pernah menempati keadaan kuantum yang sama. Karena itu, elektron yang termasuk dalam kelas Fermion jatuh ke berbagai cangkang atom di sekitar atom itu sendiri. Dari fenomena sederhana ini ada mayoritas ruang di atom - berbagai sistem periodik yang luar biasa dan semua kimia.
Baca juga: Para ilmuwan mendekati pemahaman mengapa ada alam semesta
Boson, di sisi lain, adalah partikel kawanan yang memiliki kemampuan bahagia untuk menggabungkan dan memisahkan keadaan kuantum yang sama. Dengan demikian, foton milik kelas boson dapat melewati satu sama lain, memungkinkan sinar cahaya bergerak dengan bebas, dan tidak hilang.
Tetapi apa yang terjadi jika Anda memiliki satu partikel kuantum di sekitar yang lain? Apakah akan kembali ke keadaan kuantum asli? Untuk memahami ini atau tidak, perlu untuk memperdalam dalam topologi singkat - pemeriksaan matematika bentuk. Diyakini bahwa dua bentuk setara secara topologis jika seseorang dapat diubah menjadi yang lain tanpa tindakan tambahan (perekatan atau pemisahan). Donat dan cangkir kopi, seperti kata pepatah lama, secara topologis setara, karena seseorang dapat dengan lancar dan terus-menerus dibentuk ke yang lain.
Pertimbangkan loop yang kami lakukan ketika satu partikel diputar di sekitar yang lain. Dalam tiga dimensi, loop ini dapat diperas ke intinya. Sepertinya, sepertinya partikel tidak bergerak sama sekali. Namun, dalam dua dimensi loop tidak bisa menyusut, itu menempel pada partikel lain. Ini berarti bahwa itu tidak akan menyelesaikan loop dalam proses. Karena pembatasan ini - terdeteksi hanya dalam dua dimensi - loop dari satu partikel di sekitar yang lain tidak setara dengan kediaman partikel di tempat yang sama. Ya, kepala berkeliling. Itulah sebabnya fisikawan membutuhkan kelas ketiga partikel - Eniona. Fungsi gelombang mereka tidak terbatas pada dua keputusan yang mendefinisikan fermion dan boson dan partikel-partikel ini tidak lain.
Pada awal 1980-an, fisika untuk pertama kalinya menggunakan kondisi ini untuk mengamati "efek aula kuantum fraksional", di mana elektron dikumpulkan bersama untuk membuat apa yang disebut quasipartikel yang memiliki stroke satu elektron. Pada tahun 1984, dalam pekerjaan dua halaman yang mendasar, Frank Willchek, Daniel Alovaya dan John Robert Sriffera menunjukkan bahwa quasipartikel ini dapat terjadi. Tetapi para ilmuwan tidak pernah mengamati perilaku quasipartikel seperti itu, dan karena itu tidak dapat membuktikan bahwa anion tidak sama dengan setiap fermion atau bosons.
Ini menarik: mengapa fisika kuantum mirip dengan sihir?
Itulah sebabnya sebuah studi baru adalah fisika revolusioner akhirnya berhasil membuktikan bahwa Eniones berperilaku seperti persilangan antara perilaku bos dan fermion. Menariknya, pada tahun 2016, tiga fisika menggambarkan pengaturan eksperimental, menyerupai collider intron kecil dalam dua dimensi. Februari dan rekan-rekannya membangun sesuatu yang mirip dengan mengukur fluktuasi arus di Collider.
Mereka berhasil menunjukkan bahwa perilaku emisi persis sesuai dengan prediksi teoritis. Secara umum, penulis karya ilmiah berharap bahwa Enions yang membingungkan akan dapat memainkan peran penting dalam menciptakan komputer kuantum. Pelajari lebih lanjut tentang apa itu komputer kuantum dan cara kerjanya, baca dalam materi kolega saya Ramis Ganiev.