2020年は、想像できるすべての想像不可能な温度記録を破った年間だけでなく、人間の歴史の期間としても、「Eniona」と呼ばれる粒子の3番目の王国の存在があります。同時。一般的に、粒子物理学と言えば、最近までは2つのカテゴリーや王国がたった株式 - ボソンとフェルミオンしかいなかったことに注意すべきです。基本粒子を2つのキャンプに分割するための基準は、粒子パルスのそれ自身のモーメントを特徴付ける後ろの量子数の値です。言い換えれば、別々に撮影された粒子がボソンの前の整数で決定され、ハーフレンジャーがフェルミオンである場合。今年、研究者たちは3番目の粒子王国の存在の最初の兆候を発見しました。この行動は、悩みやフェルミッションの挙動のようなものではない。私たちは恵みが何であるか、そして彼らの発見が現代物理学にとって非常に重要である理由を伝えます。
"eniona"とは何ですか？
宇宙のそれぞれの最後の粒子は、宇宙線からクォークへのものです - フェルミオンまたはボソンのいずれかです。これらのカテゴリーは、宇宙のビルディングブロックを2つの異なる王国に分けます。過去2020年に、研究者たちは第三の王国の存在の最初の兆候を発見しました - enionas。興味深いことに、念はフェルミッションのように行われず、悩みのようなものです。代わりに、彼らの行動は真ん中のどこかです。
2020年の夏に出版された記事では、ジャーナルサイエンスで、物理学者はこれらの粒子が王国の有名な物理学者のいずれにも当てはまらないという最初の実験的証拠を発見しました。 「私たちは悩みやフェルミスを持っていました、そして今、私たちはこの第三者の小学校王国を持っていました」と、Quanta Magazineとのインタビューのマサチューセッツ工業大学物理学のノーベル賞受賞者であるFrank Wilchkは、次のように述べています。
小粒子の挙動を説明する量子力学の法則は、古典的な物理学の周知の法律とは非常に異なっているので、それらは非常に困難です。これを行うには、研究者らは想像することを申し出ます...図ループ。問題が織られたとき、それらのうちの1つは他方の周りに「折り返し」、量子状態を変えるので。
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そのため、電子と同様に2つの区別できない粒子を想像してください。 1つを取り、それから私が私の方法を始めた場所に戻るようにそれを別の周りに包みます。一見すると、何も変わっていないようです。そして、実際には、量子力学の数学的言語では、初期状態と最終状態を記述する2つの波関数は、1つのユニットに等しいか偏差を持たなければならない。 （量子力学では、あなたが観察した可能性を四角に摂取する可能性を計算し、この係数-1が洗い流されます）。
粒子の波動関数が同一である場合は、あなたがボソンの前に。そして、それらが1の係数によって拒絶された場合、あなたはフェルミッションを見ます。そして、新しい研究の過程で得られた結論は純粋に数学的な行使に見えるかもしれませんが、それは現代物理学にとって深刻な影響を与えます。
小学質粒子の3王国
研究者らはまた、同じ量子状態を占めることは決してないので、フェルミッションは粒子の世界の反社会的なメンバーであることにも留意されたい。このため、フェルミオンクラスに属する電子は、原子自体の周囲の様々な原子殻に入る。この単純な現象のうち、原子内のスペースの大部分があります - 驚くべき多様な定期的なシステムとすべての化学的性質。
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一方、ボソンは、同じ量子状態を組み合わせて分離する幸せな能力を持つ群れの粒子です。したがって、ボソンのクラスに属する光子は互いに通過することができ、光線が自由に動くこと、そして消散しないことを可能にすることができる。
しかし、あなたが別の量の量の粒子を持っているならば、何が起こるのですか？元の量子状態に戻りますか？これを理解するかどうかを理解するためには、トポロジの短い方の方針の中で深めることが必要です。 2つの形態は、追加の行動（接着または分離）なしに別のものに変換できる場合、2つの形態がトポロジ的に同等であると考えられています。古い言葉が言うように、ドーナツとコーヒーのマグカップは、順調に継続的に別のものに形成される可能性があるため、トポロジ的に同等です。
1つの粒子がもう一方の周りに回転したときにしたループを考えてみましょう。 3次元では、このループはその点に絞ることができます。トポロジ的には、粒子がまったく動かなかった場合は似ています。しかしながら、ループの2つの寸法では収縮することができない、それは別の粒子上に突き出ている。これは、プロセス内のループを解決しないことを意味します。この制限のために - 二次元でのみ検出された - 他方の粒子のループは同じ場所にある粒子の滞留と同等ではない。はい、頭は回避します。そのため、物理学者は粒子の3番目のクラスを必要としていました - eniona。それらの波動関数は、フェルミッションとボソンを定義する2つの決定に限定されず、これらの粒子は他にはありません。
1980年代初頭に、初めての物理学は、1つの電子のストロークを有するいわゆる準粒子を作成するために電子を互いに集めて「分数量子ホール効果」を観察するためにこれらの条件を使用した。 1984年、基本的な2ページの作品では、Frank Willchek、Daniel Alovaya、John Robert Shrefferaは、これらの準粒子はいつでもなことができることを示しました。しかし、科学者たちはそのような準粒子の挙動を観察することは決してなかったので、アニオンがフェルミッションやボソンに似ていないことを証明することはできませんでした。
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そのため、新調査が革命的な物理学であることが最終的に、酵素とフェルミオンの行動の間の十字架のように振る舞うことを証明しました。興味深いことに、2016年に、3つの物理学は2次元の小さなイントロンコライダーに似ている実験的な設定を説明しました。 2月と彼の同僚は、コライダーの電流の変動を測定するのに似たものを構築しました。
彼らは、問題の振る舞いが理論的予測に正確に対応することを示すことを示していました。一般的に、科学的な仕事の著者は、厄介な問題が量子コンピュータの作成において重要な役割を果たすことができることを願っています。量子コンピュータとは何ですか、それがどのように機能し、私の同僚のRamis Ganievの資料で読んでください。