摘要:科学家首次在一维量子系统中观察到了与熟悉的费米和玻色子不同的准粒子。结果可能有助于更好地了解量子问题及其潜在应用。...
由Hanns-Christophnägerl领导的科学家首次在一维量子系统中观察到了与熟悉的费米子和玻色子不同的Quasipartics。结果发表在自然,可能有助于更好地理解量子问题及其潜在应用。
大自然将颗粒分为两种基本类型:费米和玻色子。尽管诸如夸克和电子之类的物质建造颗粒属于费米昂家族,但玻色子通常用作力载体 - 例子包括介导电磁相互作用的光子和控制核力量的光子。当交换两个费米时,量子波函数会拾取一个负符号,即数学上讲是PI的阶段。对于玻色子来说,这是完全不同的:交换时的阶段为零。该量子统计特性对费米子或骨量子多体系统的行为产生巨大后果。它解释了为什么元素周期表是按原样构建的,并且是超导性的核心。
但是,在低维系统中,出现了一个引人入胜的新颗粒类别:Anyons - 既不是费米子也没有玻色子,其交换阶段在零和PI之间。与传统粒子不同,Anyons并非独立存在,而是作为物质量子状态中的激发而出现的。这种现象类似于声子,在弦中表现为振动,但表现为“声音颗粒”。尽管在二维媒体中观察到任何人,但它们在一维(1D)系统中的存在仍然难以捉摸 - 到目前为止。
发表在自然报道了一维超电玻色剂气体中对新兴的任何人行为的首次观察。这项研究是在因斯布鲁克大学(奥地利)的Hanns-ChristophNägerl的实验小组,巴黎 - 萨克莱大学的理论家Mikhail Zvonarev,以及Nathan Goldman的理论小组,在BELUXELLES(BELGIUM)(BELGIUM)(BELGIUM)和COLLègede France(Paris)的Nathan Goldman理论小组。研究团队通过将移动杂质注入强烈相互作用的骨气气体,精心分析其动量分布,从而实现了这一非凡的壮举。他们的发现表明,杂质可以使系统中的任何人出现。
这项研究的主要作者之一Sudipta Dhar说:“值得注意的是,我们可以连续拨入统计阶段,从而使我们能够顺利过渡到肺泡行为。” “这代表了我们设计异国量子状态的能力的基本进步。”理论家Botao Wang同意:“我们的建模直接反映了这一阶段,使我们能够在计算机模拟中很好地捕获实验结果。”
这个优雅的简单实验框架为研究高度控制的量子气体研究的人开辟了新的途径。除了基本研究之外,此类研究尤其令人兴奋,因为某些类型的人预计可以启用拓扑量子计算,这是一种革命性的方法,可以克服当今量子处理器的关键局限性。
这一发现标志着探索量子物质的关键步骤,为外来粒子行为揭示了可能影响量子技术未来的新灯。