原理既不是费米子,也不是玻色子,发现粒子王国的第三类粒子( 二 )


原理既不是费米子,也不是玻色子,发现粒子王国的第三类粒子
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○实验中用到的样品之一 。 |图片来源:ManoharKumar
在最新发表的研究中 , 物理学家H.Bartolomei、G.Fève等人就在实验室中创建了这样一个对撞机 。 对撞机由一个二维平面组成 , 这个二维平面被夹在层状材料之间 , 任意子就在这个二维平面内运动 。 研究人员制造了两个任意子流 , 并且让这两束粒子流在中心发生碰撞 , 然后沿着两条路径中的其中一条离开 。
研究人员利用这个装置来观测两个不可区分的电子之间的碰撞所产生的结果 。 如果在这个装置中发生碰撞的是费米子 , 那么这些粒子在碰撞之后就会分道扬镳 , 沿着不同的路径离开;如果发生碰撞的玻色子 , 它们就会以聚集在一起的形式在同一出口处出现 。
原理既不是费米子,也不是玻色子,发现粒子王国的第三类粒子
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○从微型对撞机(如彩色扫描电子显微镜图像所示)获得的任意子存在的证据 。 任意子沿着由电极(黄色)决定的路径移动 。 两个任意子(蓝色球体)在中心处碰撞 , 从两边退出 。 |图片来源:ManoharKumar
通过测量对撞机内部的电流波动 , 研究人员观察到了轻微的聚集现象 , 而这种聚集的程度比如果是玻色子的情况少 。 这与对任意子的行为的理论预测完全一致 , 表明科学家在实验室中找到了证明任意子存在的直接证据 。
原理既不是费米子,也不是玻色子,发现粒子王国的第三类粒子
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这是里程碑式的发现 。 除了理论意义 , 任意子还有可能对构建更好的量子计算机带来更好的技术 。 当维尔泽克第一次用“任意子”这个词语来描述这种粒子时 , 他想表达的是对于这些既不完全像费米子 , 又不完全像玻色子的粒子来说 , 任何事情都可能发生 。 希望在不久的将来 , 它还将为我们带来更多惊喜 。
参考来源:
https://science.sciencemag.org/content/368/6487/173
https://www.quantamagazine.org/milestone-evidence-for-anyons-a-third-kingdom-of-particles-20200512/
https://www.sciencenews.org/article/collisions-reveal-new-evidence-anyon-quasiparticles-existence
https://phys.org/news/2020-04-anyon-evidence-tiny-collider.html
【原理既不是费米子,也不是玻色子,发现粒子王国的第三类粒子】封面图来源:ManoharKumar


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