Если вы когда-нибудь сдавали физику — хотя бы на уровне школы, — вы наверняка слышали, что вся материя во Вселенной состоит из двух типов частиц.
Фермионы — это «кирпичики» вещества: электроны, протоны, нейтроны, кварки. Именно из них сделаны вы, ваш стул, Луна и все остальное.
Бозоны — это переносчики сил: фотоны переносят свет и электромагнетизм, глюоны скрепляют ядра атомов.
Это разделение считалось абсолютным. Фундаментальным. Вечным. И вот в мае 2026 года физики опубликовали две статьи, которые говорят, что всё иначе.
Учёные показали, что в одномерной системе могут существовать частицы третьего типа — так называемые анионы, которые не являются ни бозонами, ни фермионами. Более того, их поведение можно настраивать, что раньше казалось невозможным.
Чтобы понять, почему это важно, нужно разобраться, в чём вообще разница между фермионами и бозонами. Разница — в том, что происходит с математическим описанием двух одинаковых частиц, когда они меняются местами. Если взять две одинаковые частицы и поменять их местами, волновая функция бозонов не изменится вообще — система как будто ничего не заметила.
У фермионов же волновая функция инвертируется, переворачивается со знаком минус. Именно это «переворачивание» запрещает двум фермионам находиться в одном квантовом состоянии одновременно — принцип Паули, который определяет всю химию, всю таблицу Менделеева, всё разнообразие вещества во Вселенной. Без него все электроны свалились бы в одно состояние, и никакой химии не было бы в принципе.
Анионы — третий вариант. Они ведут себя не как фермионы и не как бозоны, а где-то посередине. Их волновая функция при обмене частиц не остаётся неизменной и не переворачивается — она может принять любое промежуточное значение.
Название «анион» придумал нобелевский лауреат Фрэнк Вилчек именно как шутку: раз уж возможно «что угодно» (anything), пусть будут anyons. Шутка оказалась пророческой.
В трёхмерном мире, в котором мы живём, анионов быть не может — геометрия трёхмерного пространства это запрещает. Но в двумерных системах, буквально в плоских материалах толщиной в один атом, возможен третий тип. Первые экспериментальные подтверждения их существования появились ещё в 2020 году.
Новая работа 2026 года идёт дальше: исследователи показали, что анионы могут существовать и наблюдаться также в одномерных системах — в цепочках частиц, охлаждённых до температур, близких к абсолютному нулю. И что принципиально важно, их «промежуточность» поддаётся прямой настройке экспериментатором.
Это последнее — про настройку — потенциально меняет всё. Исследователи выяснили, как можно отслеживать статистику обмена анионов через распределение их импульсов — то есть фактически наблюдать и регулировать их «странность» в реальных экспериментах. А параллельное исследование из Института Вейцмана, опубликованное в Nature, представило свидетельства существования так называемых неабелевых анионов в двуслойном графене. Учёные отмечают, что такие частицы — главные кандидаты для создания квантовых компьютеров, устойчивых к ошибкам: в отличие от обычных кубитов, информация в неабелевых анионах «записана» в топологических свойствах системы и потому практически нечувствительна к внешним помехам.
Стоит честно оговориться: анионы — не «новые элементарные частицы» в привычном смысле. Это квазичастицы — коллективные возбуждения в материалах с особой геометрией. Они существуют не сами по себе, а как свойство системы. Открытие не переворачивает Стандартную модель физики и не опровергает ничего из того, что вы учили в школе. Оно расширяет картину: оказывается, правила, которые казались абсолютными, работают только в нашем привычном трёхмерном пространстве. Стоит убрать одно измерение — и физика становится другой.
Сто лет физики жили с твёрдым убеждением: частицы бывают двух видов, и точка. Это убеждение оказалось не ошибкой — оно по-прежнему верно для нашего обычного мира. Но оно оказалось неполным. Вселенная, как выясняется, припрятала третий вариант в своём кармане — там, куда мы почти не смотрели.
Это настоящая история, не раздутая. Открытие реальное, опубликовано в рецензируемых журналах, подтверждается параллельными исследованиями из разных лабораторий. Единственное, о чём стоит предупредить читателя: заголовки в духе «нарушили правила реальности» — это законное упрощение, но оно скрывает нюанс. Анионы — квазичастицы, а не фундаментальные. Прорыв не в том, что «физику сломали», а в том, что смогли это наблюдать и контролировать в одном измерении. Для квантовых вычислений это может оказаться важнее, чем звучит.
Слежу за темой — скоро станет понятно, насколько близко это к реальным квантовым компьютерам.
Свежие новости физики с авторской оценкой и моими комментариями регулярно.
Поставьте лайк и подпишитесь, чтобы не пропускать обновления! Это поможет каналу развиваться, а вам видеть больше интересного из мира физики!