2020 mun muna heiminn ekki aðeins sem eitt ár sem braut öll hugsanleg og óhugsandi hitastig, en einnig sem mannkynssaga, þar sem tilvist þriðja ríkisins agna sem kallast "Eniona", sem eru í tveimur stærðum á sama tíma. Almennt, að tala um eðlisfræði agna, skal tekið fram að þar til nýlega voru aðeins tveir flokkar eða konungsríki - Bosons og Fermions. Viðmiðunin til að skipta grunn agnir í tvo tjaldsvæði er verðmæti baksins, skammtastigs, sem einkennir eigin augnablik sitt í agnirnar. Með öðrum orðum, ef snúningurinn sérstaklega tekinn agnir er ákvarðað af heiltala - fyrir framan þig Boson, og ef hálf-ranger er fermion. Á þessu ári uppgötvuðu vísindamenn fyrstu merki um tilvist þriðja ríkja agna - Tekjur, þar sem hegðunin er ekki eins og hegðun hvorki bosons eða fermions. Við segjum hvaða Enionas er og hvers vegna uppgötvun þeirra er mjög mikilvægt fyrir nútíma eðlisfræði.
Hvað er "Eniona"?
Hver síðasta agna í alheiminum er frá Cosmic geislum til Quarks - annaðhvort fermion eða boson. Þessir flokkar skiptu byggingareiningum alheimsins í tvo mismunandi konungsríki. Á undanförnum 2020 uppgötvuðu vísindamenn fyrstu merki um tilvist þriðja ríkja agna - Enionas. Athyglisvert er að ES er ekki hegða sér eins og fermions, né eins og Bosons; Í staðinn er hegðun þeirra einhvers staðar í miðjunni.
Í greininni, sem birt var í sumarið 2020, í tímaritinu Vísindi, uppgötvuðu eðlisfræðingar fyrstu tilraunagögnin um að þessar agnir passa ekki inn í neinar þekktir eðlisfræðingar í konungsríkjunum. "Við notuðum að hafa Bosons og Fermions, og nú höfum við þetta þriðja ríki Elementary agnir," sagði Frank Wilchk, Nobel Prize sigurvegari í eðlisfræði frá Massachusetts Institute of Technology í viðtali við Quentation Magazine.
Þar sem lög um skammtafræði, sem lýsir hegðun grunnefna agna, eru mjög frábrugðin vel þekktum lögum um klassíska eðlisfræði, skilja þau þau frekar erfitt. Til að gera þetta, bjóða vísindamenn að ímynda sér ... Mynd lykkjur. Allt vegna þess að þegar þau eru ofin, er einn þeirra "vafinn" í kringum hina, að breyta skammtafræði.
Jafnvel fleiri spennandi greinar um lög um skammtafræði og nýjustu uppgötvanir á sviði eðlisfræði, lesa á rásinni okkar í yandex.dzen. Það eru reglulega birtar greinar sem eru ekki á vefsvæðinu.
Svo ímyndaðu þér tvær óaðskiljanlegar agnir svipaðar rafeindum. Taktu einn, og settu það síðan í kringum annan svo að það skili þar sem ég byrjaði á leiðinni. Við fyrstu sýn kann að virðast að ekkert hafi breyst. Og örugglega, á stærðfræðilegu tungumáli Quantum vélfræði, skulu tveir bylgju virka sem lýsir upphaflegu og endanlegu ríkjum vera annaðhvort jafnt eða hafa frávik í eina einingu. (Í skammtafræði, reiknarðu líkurnar á því að þú fylgist með, borða bylgju virka á torginu, þannig að þetta stuðullinn - 1 er þvegið í burtu).
Ef bylgjutegundir agna eru eins og áður en þú ert með Bosons. Og ef þeir eru hafnað með 1 stuðull, þá lítur þú á fermions. Og þrátt fyrir að niðurstaðan sem fæst í nýrri rannsókn kann að virðast eingöngu stærðfræðileg hreyfing, hefur það alvarlegar afleiðingar fyrir nútíma eðlisfræði.
Þrír konungsríki grunn agna
Vísindamenn athugaðu einnig að fermions eru andfélagslegir meðlimir heimsins agna, þar sem þeir taka aldrei sömu skammtafræði. Vegna þessa, rafeindir sem tilheyra fermion bekknum falla í ýmsum atóm skeljar um atómið sjálft. Af þessari einföldu fyrirbæri er meirihluti pláss í atóminu - ótrúlegt úrval af reglubundnu kerfi og öllum efnafræði.
Lestu einnig: Vísindamenn nálguðust skilning hvers vegna það er alheimur
Bosons, hins vegar, eru hjörðar agnir sem hafa hamingjusöm getu til að sameina og skilja sömu skammtastöðu. Þannig geta ljósmyndir sem tilheyra flokki Bosons farið í gegnum hvert annað, sem gerir ljósgeislum kleift að flytja frjálslega og ekki dreifa.
En hvað gerist ef þú ert með einn skammtafræði í kringum annan? Mun það fara aftur í upprunalega skammtafræði? Til að skilja þetta eða ekki er nauðsynlegt að dýpka í stuttu máli topology - stærðfræðileg athugun á formum. Talið er að tveir myndar séu efst jafngild ef hægt er að umbreyta í annað án frekari aðgerða (lím eða aðskilnað). Donut og kaffi mál, eins og gamla orðatiltækið segir, eru topologically jafngild, vegna þess að hægt er að vera vel og stöðugt myndast til annars.
Íhugaðu lykkju sem við gerðum þegar einn ögn snúið í kringum hina. Í þremur stærðum er hægt að kreista þessa lykkju að því marki. Topologically lítur það út ef ögnin fór ekki yfirleitt. Hins vegar, í tveimur stærðum lykkjunnar getur ekki minnkað, það festist á annan agna. Þetta þýðir að það mun ekki vinna út lykkjuna í því ferli. Vegna þessa takmarkana - uppgötvað aðeins í tveimur stærðum - lykkjan af einum agna í kringum hitt er ekki jafngilt búsetu agna á sama stað. Já, höfuðið fer í kring. Þess vegna þurftu eðlisfræðingar þriðja flokks agna - Eniona. Bylgjutegundir þeirra eru ekki takmörkuð við tvær ákvarðanir sem skilgreina fermions og bosón og þessar agnir eru engin önnur.
Í byrjun níunda áratugarins notaði eðlisfræði í fyrsta skipti þessum skilyrðum til að fylgjast með "brotum skammtasvæði", þar sem rafeindir eru safnað saman til að búa til svokallaða quasiparticles sem hafa heilablóðfall af einum rafeindi. Árið 1984, í grundvallaratriðum tveggja síðu vinna, Frank Willchek, Daniel Alovaya og John Robert Sriffera sýndi að þessi quasiparticles geta verið einhvern veginn. En vísindamenn sáu aldrei slíka hegðun quasiparticles, og því gat ekki sannað að anjónin eru ekki eins og fermions eða bosons.
Það er áhugavert: hvers vegna skammtafræði eðlisfræði er svipað galdur?
Þess vegna er nýr rannsókn byltingarkennd - eðlisfræði tókst að lokum að sanna að Enionas hegðar sér eins og kross á milli hegðunarbónda og fermions. Athyglisvert, árið 2016 lýsti þrír eðlisfræði tilraunauppsetningar, sem líkist örlítið intron collider í tveimur stærðum. Feb og samstarfsmenn hans byggðu eitthvað svipað og mæla sveiflur strauma í Collider.
Þeir náðu að sýna fram á að hegðun aðila nákvæmlega samsvarar fræðilegum spáum. Almennt, höfundar vísindalegrar vinnu vonast til þess að ruglingslegt aðilar geti gegnt mikilvægu hlutverki við að búa til skammtafyrirtæki. Frekari upplýsingar um hvað er skammtafræði og hvernig það virkar, lesið í efni samstarfsmanns míns Ramis Ganiev.