Anionstudie onthult dat de kwantumwereld vreemder is dan eerder werd gedacht

De wereld is veel gecompliceerder dan het op het eerste gezicht lijkt, en wetenschappers, die steeds meer eigenaardigheden ontdekken, bevestigen dit feit alleen maar.

Dus een wetenschappelijke groep van Purdue University (VS, Indiana) voerde een uniek experiment uit en kreeg bevestiging speciaal gedrag van elektronen, waarin anyions worden gevormd - quasideeltjes die alleen tweedimensionaal kunnen bestaan systemen. Nu zal ik kort over deze deeltjes praten en uitleggen waarom ze zo vreemd en uniek zijn.

Anyions - wat is het en wanneer zijn ze ontdekt

Tot het moment waarop anyons werden ontdekt, werden elementaire deeltjes conventioneel verdeeld in slechts twee soorten:

1. Fermionen. Deze deeltjes zijn bijvoorbeeld elektronen.
2. Bosonen. Tot deze deeltjes behoren bijvoorbeeld fotonen.

Bosonen en fermionen hebben significante verschillen, volgens welke:

• fermionen kunnen fractionele spin hebben, maar bosonen niet;
• fermionen hebben antideeltjes, maar bosonen niet;
• Pauli's uitsluiting is alleen van toepassing op fermionen.

Ze begonnen in 1977 over de anyons te praten. Op dat moment werd de theoretische onderbouwing van het nieuwe deeltje gegeven door Noorse theoretisch fysici.

En in wezen hebben deze unieke deeltjes iets gemeen (met hun afwijkingen) tussen bosonen en fermionen en kunnen ze niet aan een categorie worden toegeschreven. De naam zelf heeft de wortel ANY - die is vertaald uit het Engels "Iedereen, iedereen."

Anyons hebben dus unieke kenmerken: ze hebben bijvoorbeeld een fractionele lading, evenals fractionele kwantumstatistieken. Bovendien hebben ze de eigenschappen van geheugen en slaan ze informatie op over de interactie met andere quasi-deeltjes.

Anyons kunnen alleen bestaan ​​in speciale gevallen van excitatie van elektronen, en het bleek dat ze echt een lagere lading hebben dan de elementaire lading van een elektron. Het leek onmogelijk - maar het is een feit.

Nieuw aniononderzoek

Voor het eerst experimenteel werd het bestaan ​​van anyions in 2005 bevestigd door natuurkundigen aan de Stony Brook University (VS, New York). En het nieuwe werk van Amerikaanse wetenschappers heeft meer experimentele gegevens opgeleverd die het bestaan ​​van anyons bevestigen.

In het nieuwe werk slaagden de ingenieurs erin om dergelijke omstandigheden te creëren waaronder de elektronen langs een speciaal labyrint bewogen, gerealiseerd in een interferometer op nanoschaal gemaakt van galliumarsenide en aluminium-galliumarsenide.

Tegelijkertijd werd dit labyrint beïnvloed door een sterk magnetisch veld met inductie van 9 T en afkoeling tot 10 millikelvin.

Tegelijkertijd gaf de resulterende afbeelding, die wetenschappers het "pyjama-diagram" begonnen te noemen, het uiterlijk van anyions aan.

Wetenschappers zetten hun onderzoek voort en zijn van plan de laboratoriumopstelling te compliceren, zodat het mogelijk wordt om het aantal quasideeltjes te beheersen en hun gedrag in de kamer te beheersen.

Deze studie toonde eerst aan dat de kwantumwereld veel complexer en verwarrender is dan werd eerder overwogen, en het is heel goed mogelijk dat in de toekomst deeltjes zullen worden ontdekt, die nu eenvoudig worden beschouwd onmogelijk.

En vanuit praktisch oogpunt zal nieuw onderzoek op anyons helpen bij het creëren van zeer efficiënte kwantumcomputers van de toekomst.

Vond je het materiaal leuk, dan heb je een like, een abonnement en een opmerking. Bedankt voor het lezen tot het einde.