Мир гораздо сложнее, чем нам кажется на первый взгляд, и ученые открывая все больше странностей, только подтверждают этот факт.
Так научная группа из Университета Пердью (США, штат Индиана) провела уникальный эксперимент и получила подтверждение особого поведения электронов, при котором формируются энионы – квазичастицы, которые могут существовать только в двумерных системах. Сейчас я вкратце расскажу про эти частицы и объясню в чем же их странность и уникальность.
Энионы – что это такое и когда были открыты
До того момента когда были открыты энионы элементарные частицы условно делили всего на два вида:
- Фермионы. К этим частицам относятся, например, электроны.
- Бозоны. К этим частицам относятся, например, фотоны.
Бозоны и фермионы обладают существенными отличиями, согласно которым:
- у фермионов может быть дробный спин, а у бозонов нет;
- фермионы обладают античастицами, а бозоны нет;
- запрет Паули применим только к фермионам.
Непосредственно об энионах заговорили в 1977 году. Именно тогда было дано теоретическое обоснование новой частицы норвежскими теоретиками-физиками.
И по своей сути эти уникальные частицы представляют собой нечто общее (со своими отклонениями) между бозонами и фермионами и не могут быть отнесены ни в одну категорию. Само название имеет корень ANY – что в переводе с английского «Любой, всякий».
Так у энионов есть уникальные характеристики: например, у них дробный заряд, а также дробные квантовые статистики. Причем они обладают свойствами памяти и сохраняют информацию о взаимодействии с другими квазичастицами.
Энионы могут существовать только в особых случаях возбуждения электронов, и, как оказалось, у них действительно меньший заряд, чем элементарный заряд электрона. Казалось это невозможно – но это факт.
Новые исследования энионов
Впервые экспериментально существование энионов было подтверждено в 2005 году физиками университета Стоуни-Брук (США, Нью-Йорк). А новая работа американских ученых дала больше экспериментальных данных, подтверждающих само существование энионов.
В новой работе инженерам удалось создать такие условия, при которых электроны двигались по особому лабиринту, реализованному в наноразмерном интерферометре из арсенида галия и арсенида алюминия-галия.
При этом на данный лабиринт оказывало воздействие сильное магнитное поле индукцией 9 Тл и охлаждении до 10 милликельвинов.
При этом полученная картина, которую ученые стали называть «пижамная диаграмма», указывала на появление энионов.
Ученые продолжают свои исследования и в планах усложнить лабораторную установку так, чтобы стало возможным контролировать количество квазичастиц и попытаться контролировать их поведение в камере.
Это исследование в первую очередь показало, что квантовый мир гораздо сложнее и запутаннее, чем считалось ранее, и, вполне возможно, в будущем будут открыты частицы, которые сейчас считаются просто невозможными.
А с практической точки зрения новое исследование энионов поможет в создании высокоэффективных квантовых компьютеров будущего.
Понравился материал, тогда с вас лайк, подписка и комментарий. Спасибо, что прочитали до конца.