2020 година ќе го запамети светот не само за една година која ги скрши сите замислени и незамисливи температурни записи, туку и како период на човечка историја, при што постоењето на третото царство на честички наречени "Ениона", кои постојат во две димензии на исто време. Општо земено, говорејќи за физиката на честички, треба да се забележи дека до неодамна имаше само две категории или кралства - бозони и фермиони. Критериум за поделба на елементарните честички во два кампови е вредноста на задниот дел, квантен број, кој го карактеризира својот момент на пулсот на честички. Со други зборови, ако вртењето одделно земени честички е определен со цел број - пред вас Босон, и ако полу-ренџер е фермион. Оваа година истражувачите ги откриле првите знаци на постоењето на третото царство на честички - ензии, чие однесување не е како однесување на ниту боси или фермиони. Ние кажуваме што е Енионас и зошто нивното откритие е од големо значење за современата физика.
Што е "Ениона"?
Секоја последна честичка во универзумот е од космички зраци до кваркови - или фермион или Бозон. Овие категории ги делат градежните блокови на универзумот во две различни кралства. Во изминатите 2020 година, истражувачите ги откриле првите знаци на постоењето на третото царство на честички - enionas. Интересно, enions не се однесуваат како фермиони, ниту како бозони; Наместо тоа, нивното однесување е некаде во средината.
Во статијата, објавена во летото 2020 година, во списанието Наука, физичарите ги откриле првите експериментални докази дека овие честички не се вклопуваат во било кој од добро познатите физичари на царствата. "Ние имавме босони и фермиони, а сега го имаме ова трето Кралство на елементарни честички", рече Френк Вилч, добитник на Нобеловата награда во физиката од Институтот за технологија во Масачусетс во интервју со списанието Quanta.
Бидејќи законите на квантната механика, опишувајќи го однесувањето на елементарните честички, се многу различни од познатите закони на класичната физика, тие ги разбираат доста тешко. За да го направите ова, истражувачите нудат да замислат ... Слика јамки. Сите затоа што кога ензиите се ткаени, еден од нив е "завиткан" околу другиот, менувајќи квантните држави.
Дури и повеќе возбудливи статии за законите на квантната механика и најновите откритија во областа на физиката, прочитајте го нашиот канал во Yandex.dzen. Редовно се објавуваат статии кои не се на местото.
Затоа замислете две неразбирливи честички слични на електроните. Земете еден, а потоа го завиткајте околу друг, така што ќе се врати на местото каде што почнав мојот начин. На прв поглед може да изгледа дека ништо не е променето. И навистина, на математичкиот јазик на квантната механика, функциите на два бранови кои ги опишуваат првичните и конечните држави мора да бидат или еднакви или да имаат отстапување во една единица. (Во квантната механика, ја пресметувате веројатноста дека гледате, јадете бран функција на квадрат, така што овој коефициент - 1 се измие).
Ако бран функциите на честичката се идентични, тогаш пред вас босони. И ако тие се отфрлени со 1 коефициент, тогаш гледате фермиони. И покрај тоа што заклучокот добиен во текот на новата студија може да изгледа чисто математичка вежба, има сериозни последици за современата физика.
Три кралства на елементарни честички
Истражувачите, исто така, забележуваат дека фермионите се антисоцијални членови на светот на честичките, бидејќи тие никогаш не ја заземаат истата квантна состојба. Поради ова, електроните кои припаѓаат на класата на фермион спаѓаат во различни атомски школки околу самиот атом. Од овој едноставен феномен има мнозинство простор во атомот - неверојатен спектар на периодични систем и сите хемија.
Прочитајте исто така: Научниците пристапија кон разбирањето зошто постои универзум
Босоните, од друга страна, се стадо честички кои имаат среќна способност да ја комбинираат и да ја одделат истата квантна состојба. Така, фотоните кои припаѓаат на класата на босоните можат да поминуваат меѓусебно, овозможувајќи светлосни зраци да се движат слободно, а не да се распаднат.
Но, што се случува ако имате една квантна честичка околу друга? Дали ќе се врати во оригиналната квантна состојба? За да го разберете ова или не, потребно е да се продлабочи за краток тек на топологијата - математичко испитување на форми. Се верува дека две форми се тополошки еквивалентни, ако некој може да се трансформира во друга без никакви дополнителни дејства (лепење или одвојување). Крофна и чаша за кафе, како што вели старата поговорка, се тополошки еквивалентни, бидејќи може да биде непречено и континуирано формирана во друга.
Размислете за јамка што ја направивме кога една честичка ротираше околу другата. Во три димензии, оваа јамка може да се стигне до точка. Тополошки, изгледа дека ако честичката воопшто не се движи. Сепак, во две димензии на јамката не може да се намали, таа се заглави на друга честичка. Ова значи дека тоа нема да ја изготви јамката во процесот. Поради ова ограничувања - откриени само во две димензии - јамката од една честичка околу другата не е еквивалентна на престојот на честичката на истото место. Да, главата оди наоколу. Затоа физичарите им се потребни на третата класа на честички - Еона. Нивните бран функции не се ограничени на две одлуки кои ги дефинираат фермионите и бозоните и овие честички не се други.
Во раните 1980-ти, физиката за прв пат ги користеше овие услови за следење на "фракциониот квантен салон ефект", во кој електроните се собираат заедно за да се создадат т.н. квазипарти кои имаат мозочен удар на еден електрон. Во 1984 година, во основната работа со две страници, Френк Willchek, Даниел Аловаја и Џон Роберт Сриффера покажаа дека овие квазипартики можат да бидат во секој случај. Но, научниците никогаш не го забележале таквото однесување на квазипартиите, и затоа не можеле да докажат дека анјциите не се слични на какви било фермиони или бозони.
Интересно е: зошто квантната физика е слична на магија?
Затоа новата студија е револуционерна - физиката конечно успеа да докаже дека enionas се однесува како крст помеѓу однесувањето на бозоните и фермионите. Интересно, во 2016 година, три физика опишаа експериментално поставување, што личи на мал интронски колајдер во две димензии. Февруари и неговите колеги изградија нешто слично за мерење на флуктуации на струи во Collider.
Тие успеаја да покажат дека однесувањето на enions точно одговара на теоретски предвидувања. Во принцип, авторите на научната работа се надеваат дека збунувачки ении ќе можат да играат важна улога во создавањето квантните компјутери. Дознајте повеќе за тоа што е квантен компјутер и како работи, прочитајте во материјалот на мојот колега Рамис Ганиев.