2020 ће се сећати свет не само као годину која је прекршила све замисливе и незамисливе и незамисливе рекорде за температуру, већ и као период људске историје, током којег и постојање трећег краљевства честица под називом "Ениона", што постоји у две димензије у две димензије Исто време. Генерално, говорећи о физици честица, то треба напоменути да донедавно постојале су само две категорије или краљевства - бозони и фермиони. Критеријум за поделу елементарних честица у два логора је вредност леђа, квантни број, који карактерише свој тренутак импулса честица. Другим речима, ако се врти одвојено честицама одређује цели број - испред вас Босона, и ако је пола ренџер фермион. Ове године, истраживачи су открили прве знаке постојања трећег краљевства честица - ениона, чије понашање није попут понашања нити босона или фермиона. Кажемо шта је Енионас и зашто њихово откриће је од великог значаја за модерну физику.
Шта је "ЕНИОНА"?
Свака последња честица у универзуму је од космичких зрака до кваркова - било фермион или бозона. Ове категорије поделе грађевинске блокове универзума у две различите краљевства. У протеклих 2020. истраживачи су открили прве знаке постојања трећег краљевства честица - Евинес. Занимљиво је да се о ЕНИОН-у не понаша попут фермиона, нити попут босона; Уместо тога, њихово понашање је негде у средини.
У чланку је објављен у лето 2020. године у часопису наука, физичари су открили први експериментални докази да се ови честице не уклапају у ниједног познатог физичара краљевстава. "Некада смо имали босоне и фермионс, а сада имамо ово треће краљевство основних честица", рекао је Франк Вилцхк, добитник Нобелове награде у физици Масачусетса Института за технологију у интервјуу са КуантА магазином.
Од законе квантне механике, описујући понашање основних честица, веома се разликују од познатих закона класичне физике, они их разумеју прилично тешко. Да би то учинили, истраживачи нуде замислити ... фигуре петље. Све зато што су енионски ткани, један од њих је "умотан" око друге, мењајући квантне државе.
Још узбудљивији чланци о законима квантне механике и најновијих открића у области физике, читати на нашем каналу у Иандек.Дзен. Постоје редовно објављени чланци који нису на сајту.
Замислите две недужне честице сличне електронима. Узми је, а затим то омотајте око другог тако да се враћа тамо где сам започео свој пут. На први поглед може изгледати да се ништа није променило. И заиста, на математичком језику квантне механике, два таласна функција која описују иницијалне и завршне државе морају бити или једнаке или имају одступање у једну јединицу. (У квантну механику израчунавате вероватноћу да посматрате, једете функцију таласа на квадрату, тако да се овај коефицијент - 1 опрати).
Ако су таласне функције честица идентичне, пре него што су бозони. А ако их одбацују 1 коефицијент, онда гледате фермионс. И иако закључак добијен током нове студије може се чинити чисто математичком вежбањем, има озбиљне последице модерне физике.
Три краљевства елементарних честица
Истраживачи такође примећују да су фермиони антисоцијални чланови света честица, јер никада не заузимају исто квантно стање. Због тога су електрони који припадају групи Фермион класе спадају у разне атомске шкољке око самог атома. Од овог једноставног феномена постоји већина простора у Атом - невероватна разноликост периодичног система и све хемије.
Прочитајте и: Научници су се приближавали разумевању зашто је свемир
С друге стране, бозони су стабиле стада које имају срећну способност да се комбинују и одвоје исто квантно стање. Стога фотони који припадају класи босона могу се проћи једна преко друге, омогућавајући да се светлосне зраке слободно крећу и не расипају.
Али шта се догађа ако имате једну квантну честицу око друге? Да ли ће се вратити у оригиналну квантну државу? Да бисте то разумели или не, потребно је продубити у кратком току топологије - математичког прегледа облика. Верује се да су два облика тополошки еквивалентна ако се неко може трансформисати у друго без икаквих додатних радњи (лепљење или одвајање). Крофна и шоља за кафу, као што каже стара изрека, тополошки су еквивалентни, јер се неко може глатко и континуирано формирати другом.
Размислите о петљи коју смо урадили када је једна честица ротирана око друге. У три димензије ову петљу се може стиснути до тачке. Тополошки, изгледа да се честица уопште није померала. Међутим, у две димензије петље се не могу смањити, заглавила се на другој честици. То значи да неће успети у процесу. Због ове ограничења - откривено само у две димензије - петља једне честице око друге није еквивалентна боравку честица на истом месту. Да, глава иде около. Због тога су физичари потребни трећи разред честица - Ениона. Њихове таласне функције нису ограничене на две одлуке које дефинишу фермионс и бозоне и ове честице нису друге.
Почетком 1980-их, физика по први пут је користила ове услове за посматрање "фракцијског квантног ходника", у којем се електрони сакупљају заједно да би створили такозване квазиПиПиицлес који имају мождани удар једног електрона. 1984. године у основној раду са две странице, Франк Виллцхек, Даниел Аловаиа и Јохн Роберт Шриффера показали су да ове квазиПастине могу бити ионако. Али научници никада нису приметили такво понашање квазиПиПастица и зато нису могли да доказују да аниони нису сличне било каквим фермионима или бозонима.
Занимљиво је: зашто је квантна физика слична магији?
Због тога је нова студија револуционарна - физика је коначно успела да докаже да се Енионс понаша попут преласка између понашања босона и фермиона. Занимљиво је да су у 2016. години три физике описале експериментално подешавање, подсећајући на сићушне контроле у две димензије. Феб и његове колеге изградили су нешто слично да би мерили флуктуације струја у судару.
Успели су да покажу да понашање ениона тачно одговара теоријским предвиђањима. Генерално, аутори научног рада надају се да ће збуњујуће енионе моћи да игра важну улогу у стварању квантних рачунара. Сазнајте више о томе шта је квантни рачунар и како то функционише, прочитајте у материјалу мог колеге Рамис Ганиева.