2020 se tiftakar id-dinja mhux biss bħala sena li kissru r-rekords kollha immaġinabbli u inkonċepibbli tat-temperatura, iżda wkoll bħala perjodu ta 'storja umana, li matulu l-eżistenza tat-tielet renju ta' partiċelli imsejħa "Eniona", li jeżistu f'żewġ dimensjonijiet fil- l-istess ħin. B'mod ġenerali, titkellem dwar il-fiżika tal-partiċelli, ta 'min jinnota li sa ftit ilu kien hemm biss żewġ kategoriji jew renji - bosons u fermions. Il-kriterju għall-qsim ta 'partiċelli elementari f'żewġ kampijiet huwa l-valur tad-dahar, numru kwantistiku, li jikkaratterizza l-mument tiegħu stess tal-polz tal-partiċelli. Fi kliem ieħor, jekk il-spin ħadet partiċelli separatament huwa ddeterminat minn numru sħiħ - quddiemek Boson, u jekk il-half-Ranger huwa fermion. Din is-sena, ir-riċerkaturi skoprew l-ewwel sinjali tal-eżistenza tat-tielet renju ta 'partiċelli - renions, li l-imġiba mhix bħall-imġiba ta' l-la bosons jew fermions. Aħna ngħidu x'inhu Enionas u għaliex l-iskoperta tagħhom hija ta 'importanza kbira għall-fiżika moderna.
X'inhu "Eniona"?
Kull partiċella aħħar fl-univers huwa minn raġġi kożmiċi għall-quarks - jew fermion jew Boson. Dawn il-kategoriji jaqsam il-blokki tal-bini ta 'l-univers f'żewġ renji differenti. Fl-aħħar 2020, ir-riċerkaturi skoprew l-ewwel sinjali tal-eżistenza tat-tielet renju tal-partiċelli - Enionas. Interessanti, l-ommijiet ma jaġixxux bħal fermions, u lanqas bosons; Minflok, l-imġiba tagħhom hija x'imkien fin-nofs.
Fl-artikolu, ippubblikat fis-sajf tal-2020, fil-ġurnal Xjenza, il-fiżiċi skoprew l-ewwel evidenza sperimentali li dawn il-partiċelli ma jidħlu fi kwalunkwe mill-fiżiċi magħrufa tal-renji. "Kellna li jkollna bosons u fermions, u issa għandna din ir-renju tat-tielet partiċelli elementari," qal Frank Wilchk, ir-rebbieħ tal-Premju Nobel fil-Fiżika mill-Istitut tat-Teknoloġija ta 'Massachusetts f'intervista ma' Quanta Magazine.
Peress li l-liġijiet tal-mekkanika kwantistika, li jiddeskrivu l-imġiba ta 'partiċelli elementari, huma differenti ħafna mill-liġijiet magħrufa tal-fiżika klassika, jifhmuhom pjuttost diffiċli. Biex tagħmel dan, ir-riċerkaturi joffru li jimmaġinaw ... ċifri. Kollha għaliex meta l-omenus huma minsuġa, wieħed minnhom huwa "imgeżwer" madwar l-ieħor, li jibdel l-istati kwantistiċi.
Oġġetti aktar eċċitanti dwar il-liġijiet tal-mekkanika kwantistika u l-aħħar skoperti fil-qasam tal-fiżika, jinqraw fuq il-kanal tagħna f'Yandex.ZEN. Hemm artikli ppubblikati regolarment li mhumiex fuq is-sit.
Allura immaġina żewġ partiċelli indistingwibbli simili għal elettroni. Ħu waħda, u mbagħad wrap madwar ieħor sabiex terġa 'lura għal fejn bdejt il-mod tiegħi. Ewwel daqqa t'għajn jista 'jidher li xejn ma nbidel. U fil-fatt, fuq il-lingwa matematika tal-mekkanika kwantistika, żewġ funzjonijiet tal-mewġ li jiddeskrivu l-istati inizjali u finali għandhom ikunu ugwali għal jew ikollhom devjazzjoni f'unità waħda. (Fil-mekkanika kwantistika, tikkalkula l-probabbiltà li tosserva, tiekol funzjoni tal-mewġa fi kwadru, sabiex dan il-koeffiċjent - 1 jinħasel).
Jekk il-funzjonijiet tal-mewġ tal-partiċelli huma identiċi, allura qabel ma bosons. U jekk huma miċħuda b'koeffiċjent wieħed, allura inti tħares lejn fermions. U għalkemm il-konklużjoni miksuba fil-kors ta 'studju ġdid jista' jidher purament eżerċizzju matematiku, għandu konsegwenzi serji għall-fiżika moderna.
Tliet renji ta 'partiċelli elementari
Ir-riċerkaturi jinnotaw ukoll li l-fermions huma membri antisoċjali tad-dinja tal-partiċelli, peress li qatt ma jokkupaw l-istess stat kwantistiku. Minħabba dan, elettroni li jappartjenu għall-klassi Fermion jaqgħu f'diversi qxur atomiċi madwar l-atomu nnifsu. Ta 'dan il-fenomenu sempliċi hemm maġġoranza ta' spazju fl-atomu - varjetà aqwa ta 'sistema perjodika u l-kimika kollha.
Aqra wkoll: Ix-xjentisti avviċinaw il-fehim Għaliex hemm univers
Bosons, min-naħa l-oħra, huma frak tal-merħla li għandhom kapaċità kuntenta li jgħaqqdu u jisseparaw l-istess stat kwantistiku. Għalhekk, fotoni li jappartjenu għall-klassi ta 'bosons jistgħu jgħaddu minn xulxin, li jippermettu li r-raġġi tad-dawl jiċċaqilqu liberament, u ma jinxfix.
Imma x'jiġri jekk għandek partiċella kwantistika madwar oħra? Se terġa 'lura għall-istat quantum oriġinali? Biex tifhem dan jew le, huwa meħtieġ li tapprofondixxi fi żmien qasir - eżami matematiku tal-formoli. Huwa maħsub li żewġ forom huma topoloġikament ekwivalenti jekk wieħed jista 'jiġi trasformat ieħor mingħajr ebda azzjoni addizzjonali (inkullar jew separazzjoni). Donut u kafè mug, bħala l-proverbju jgħid, huma topoloġikament ekwivalenti, għaliex wieħed jista 'jkun bla xkiel u kontinwament iffurmat għall-ieħor.
Ikkunsidra linja li għamilna meta partiċella waħda ddawwar madwar l-oħra. Fi tliet dimensjonijiet, dan il-linja tista 'tiġi mbuttata sal-punt. Topoloġikament, jidher li kieku l-partiċella ma ċċaqlaqx. Madankollu, f'żewġ dimensjonijiet tal-linja ma tistax tiċkien, staġnati fuq partiċella oħra. Dan ifisser li mhux se jaħdem il-linja fil-proċess. Minħabba din ir-restrizzjonijiet - misjuba biss f'żewġ dimensjonijiet - il-linja ta 'partiċella waħda madwar l-oħra mhix ekwivalenti għar-residenza tal-partiċella fl-istess post. Iva, ir-ras tmur madwar. Huwa għalhekk li l-fiżiċi kellhom bżonn it-tielet klassi ta 'partiċelli - Enion. Il-funzjonijiet tal-mewġ tagħhom mhumiex limitati għal żewġ deċiżjonijiet li jiddefinixxu l-fermions u l-bosons u dawn il-partiċelli mhumiex oħra.
Fil-bidu tas-snin tmenin, il-fiżika għall-ewwel darba użaw dawn il-kundizzjonijiet biex tosserva l- "effett frazzjonali tas-sala tal-kwantità", li fih jinġabru l-elettroni flimkien biex joħolqu l-hekk imsejħa quasiparticles li għandhom puplesija ta 'elettron wieħed. Fl-1984, fix-xogħol fundamentali ta 'żewġ paġni, Frank Wilchek, Daniel Alovaya u John Robert Srifera wera li dawn il-quasiparticles jistgħu jkunu xorta. Iżda x-xjentisti qatt ma osservaw din l-imġiba tal-quasipartelli, u għalhekk ma setgħux jippruvaw li l-anjoni mhumiex simili għal kwalunkwe fermions jew bosons.
Huwa interessanti: Għaliex il-fiżika kwantistika hija simili għall-maġija?
Huwa għalhekk li studju ġdid huwa rivoluzzjonarju - il-fiżika finalment irnexxielu jipprova li Enionas jaġixxu bħal taħlita bejn l-imġiba ta 'bosons u fermions. Interessanti, fl-2016, tliet fiżika ddeskriviet setup sperimentali, li tixbah collider ta 'intron żgħir f'żewġ dimensjonijiet. Frar u l-kollegi tiegħu bnew xi ħaġa simili biex ikejlu l-varjazzjonijiet tal-kurrenti f'Collider.
Huma rnexxielhom juru li l-imġiba ta 'l-ennions eżattament tikkorrispondi għall-previżjonijiet teoretiċi. B'mod ġenerali, l-awturi ta 'xogħol xjentifiku jittamaw li l-ommijiet ta' konfużjoni jkunu jistgħu jkollhom rwol importanti fil-ħolqien ta 'kompjuters quantum. Tgħallem aktar dwar x'inhu kompjuter kwantistiku u kif taħdem, aqra fil-materjal tal-kollega tiegħi Ramis Ganiev.