2020 do të kujtojë botën jo vetëm si një vit që thyen të gjitha të dhënat e imagjinueshme dhe të pakonceptueshme të temperaturës, por edhe si një periudhë e historisë njerëzore, gjatë së cilës ekzistenca e mbretërisë së tretë të grimcave të quajtur "Eniona", e cila ekziston në dy dimensione në ne te njejten kohe. Në përgjithësi, duke folur për fizikën e grimcave, duhet të theksohet se deri kohët e fundit ka pasur vetëm dy kategori ose mbretëri - bosons dhe ferme. Kriteri për ndarjen e grimcave elementare në dy kampe është vlera e back, numri kuantik, i cili karakterizon momentin e saj të pulsit të grimcave. Me fjalë të tjera, nëse spin grimcat e marra ndaras përcaktohet nga një numër i plotë - para jush Boston, dhe nëse gjysma e rangerit është fermion. Këtë vit, hulumtuesit zbuluan shenjat e para të ekzistencës së mbretërisë së tretë të grimcave, sjellja e të cilave nuk është si sjellja e as bosons apo ferme. Ne tregojmë se çfarë është Enionas dhe pse zbulimi i tyre është me rëndësi të madhe për fizikën moderne.
Çfarë është "Eniona"?
Çdo grimcë e fundit në univers është nga rrezet kozmike për Quarks - ose Fermion ose Boston. Këto kategori ndajnë blloqet e ndërtimit të universit në dy mbretëri të ndryshme. Në të kaluarën 2020, studiuesit zbuluan shenjat e para të ekzistencës së mbretërisë së tretë të grimcave - Enionas. Është interesante që nuk sillen si ferme, as si boson; Në vend të kësaj, sjellja e tyre është diku në mes.
Në artikull, botuar në verën e vitit 2020, në revistën Science, fizikantët zbuluan provat e para eksperimentale se këto grimca nuk përshtaten në ndonjë nga fizikantët e njohur të mbretërive. "Ne kemi pasur bosons dhe ferme, dhe tani kemi këtë mbretëri të tretë të grimcave elementare", tha Frank Wilchk, fituesi i çmimit Nobel në Fizikë nga Instituti i Teknologjisë Massachusetts në një intervistë me revistën Quanta.
Që nga ligjet e mekanikës kuantike, duke përshkruar sjelljen e grimcave elementare, janë shumë të ndryshme nga ligjet e njohura të fizikës klasike, ata i kuptojnë ato mjaft të vështira. Për ta bërë këtë, hulumtuesit ofrojnë të imagjinojnë ... sythe figura. Të gjitha, sepse kur janë të endura, njëri prej tyre është "i mbështjellë" rreth tjetrës, duke ndryshuar shtetet kuantike.
Edhe artikujt më emocionues mbi ligjet e mekanikës kuantike dhe zbulimet më të fundit në fushën e fizikës, lexoni në kanalin tonë në yandex.dzen. Ka artikuj të botuar rregullisht që nuk janë në vend.
Pra, imagjinoni dy grimca të padallueshme të ngjashme me elektronet. Merrni një, dhe pastaj mbyllni atë rreth një tjetri në mënyrë që të kthehet aty ku fillova rrugën time. Në shikim të parë mund të duket se asgjë nuk ka ndryshuar. Dhe në të vërtetë, në gjuhën matematikore të mekanikës kuantike, dy funksione valë që përshkruajnë shtetet fillestare dhe përfundimtare duhet të jenë të barabarta ose të kenë një devijim në një njësi. (Në mekanikën kuantike, ju llogaritni gjasat që të vëzhgoni, të hahet një funksion valë në një shesh, kështu që ky koeficient - 1 është larë).
Nëse funksionet e valës së grimcave janë identike, atëherë para jush bosons. Dhe nëse ato refuzohen me 1 koeficient, atëherë ju shikoni në fermat. Dhe megjithëse përfundimi i marrë gjatë një studimi të ri mund të duket stërvitje thjesht matematikore, ka pasoja serioze për fizikën moderne.
Tre mbretëritë e grimcave elementare
Hulumtuesit gjithashtu theksojnë se fermat janë anëtarë antisocial të botës së grimcave, pasi ata kurrë nuk zënë të njëjtin gjendje kuantike. Për shkak të kësaj, elektronet që i përkasin klasës së fermonit bien në predha të ndryshme atomike rreth vetë atomit. Nga ky fenomen i thjeshtë ka shumicën e hapësirës në atom - një shumëllojshmëri të mahnitshme të sistemit periodik dhe të gjithë kimisë.
Lexoni gjithashtu: Shkencëtarët iu afruan të kuptuarit pse ka një univers
Bosons, nga ana tjetër, janë grimca tufë që kanë një aftësi të lumtur për të kombinuar dhe ndarë të njëjtin gjendje kuantike. Kështu, fotonet që i përkasin klasës së Bosons mund të kalojnë nëpër njëri-tjetrin, duke lejuar që rrezet e lehta të lëvizin lirshëm dhe të mos zhduken.
Por çfarë ndodh nëse keni një grimcë kuantike rreth një tjetri? A do të kthehet në gjendjen origjinale kuantike? Për të kuptuar këtë apo jo, është e nevojshme të thellohet në një kurs të shkurtër të topologjisë - ekzaminimi matematik i formave. Besohet se dy forma janë topologjikisht ekuivalente nëse mund të transformohet në një tjetër pa ndonjë veprim shtesë (ngjitje ose ndarje). Donut dhe turi kafeje, siç thotë thënia e vjetër, janë topologjikisht ekuivalente, sepse mund të jetë i formuar normalisht dhe vazhdimisht në një tjetër.
Konsideroni një lak që kemi bërë kur një grimcë rrotullohej rreth tjetrës. Në tre dimensione, kjo loop mund të shtrydhet deri në pikën. Topologjikisht, duket sikur grimca nuk lëviz fare. Megjithatë, në dy dimensione të lakut nuk mund të tkurret, ajo mbërthyer në një grimcë tjetër. Kjo do të thotë se nuk do të funksionojë në procesin e procesit. Për shkak të këtyre kufizimeve - zbuluar vetëm në dy dimensione - loop i një grimce rreth tjetrës nuk është ekuivalent me vendbanimin e grimcave në të njëjtin vend. Po, kokën shkon përreth. Kjo është arsyeja pse fizikantët kishin nevojë për klasën e tretë të grimcave - Eniona. Funksionet e valëve të tyre nuk janë të kufizuara në dy vendime që përcaktojnë ferme dhe bosons dhe këto grimca nuk janë të tjera.
Në fillim të viteve 1980, fizika për herë të parë ka përdorur këto kushte për të vëzhguar "efektin e sallë kuantike të pjesshme", në të cilën elektronet mblidhen së bashku për të krijuar të ashtuquajturat quasipartikë që kanë një goditje të një elektronike. Në vitin 1984, në punën themelore me dy faqe, Frank Willchek, Daniel Alovaya dhe John Robert Sriffera treguan se këto quasipartikë mund të jenë gjithsesi. Por shkencëtarët kurrë nuk vëzhguan një sjellje të tillë të quasipartikaleve, prandaj nuk mund të provonin se anionet nuk janë njësoj nga ndonjë fermë apo boson.
Është interesante: Pse fizika kuantike është e ngjashme me magjinë?
Kjo është arsyeja pse një studim i ri është revolucionar - Fizika më në fund arriti të provojë se Enionët sillen si një kryq në mes të sjelljes së bosonëve dhe fermimeve. Është interesante, në vitin 2016, tre fizikë përshkruan një konfigurim eksperimental, i ngjan një karrige të vogël introni në dy dimensione. Shkurt dhe kolegët e tij ndërtuan diçka të ngjashme me matjen e luhatjeve të rrymave në Collider.
Ata arritën të tregojnë se sjellja e jonioneve saktësisht korrespondon me parashikimet teorike. Në përgjithësi, autorët e punës shkencore shpresojnë që ato konfuze të jenë në gjendje të luajnë një rol të rëndësishëm në krijimin e kompjuterëve kuantikë. Mësoni më shumë për atë që është një kompjuter kuantik dhe si funksionon, lexoni në materialin e kolegut tim Ramis Ganiev.