Anionenstudie zeigt, dass die Quantenwelt seltsamer ist als bisher angenommen
Die Welt ist viel komplizierter, als es uns auf den ersten Blick erscheint, und Wissenschaftler, die immer mehr Kuriositäten entdecken, bestätigen diese Tatsache nur.
Eine wissenschaftliche Gruppe der Purdue University (USA, Indiana) führte ein einzigartiges Experiment durch und erhielt eine Bestätigung spezielles Verhalten von Elektronen, in denen Anionen gebildet werden - Quasiteilchen, die nur zweidimensional existieren können Systeme. Jetzt werde ich kurz über diese Partikel sprechen und erklären, warum sie so seltsam und einzigartig sind.
Anyions - was ist das und wann wurden sie entdeckt?
Bis zu dem Zeitpunkt, als Anyons entdeckt wurden, wurden Elementarteilchen herkömmlicherweise nur in zwei Typen unterteilt:
- Fermionen. Diese Teilchen umfassen beispielsweise Elektronen.
- Bosonen. Diese Teilchen umfassen beispielsweise Photonen.
Bosonen und Fermionen weisen signifikante Unterschiede auf, nach denen:
- Fermionen können einen fraktionierten Spin haben, Bosonen jedoch nicht.
- Fermionen haben Antiteilchen, Bosonen jedoch nicht;
- Paulis Ausschluss gilt nur für Fermionen.
Sie begannen 1977 über die Anyons zu sprechen. Zu diesem Zeitpunkt wurde die theoretische Begründung des neuen Teilchens von norwegischen theoretischen Physikern gegeben.
Und im Wesentlichen haben diese einzigartigen Partikel (mit ihren Abweichungen) Gemeinsamkeiten zwischen Bosonen und Fermionen und können keiner Kategorie zugeordnet werden. Der Name selbst hat die Wurzel ANY - was aus dem Englischen als "Jeder, jeder" übersetzt wird.
Jeder hat also einzigartige Eigenschaften: Zum Beispiel haben sie eine gebrochene Ladung sowie eine gebrochene Quantenstatistik. Darüber hinaus haben sie die Eigenschaften des Gedächtnisses und speichern Informationen über die Wechselwirkung mit anderen Quasiteilchen.
Anyons können nur in speziellen Fällen der Anregung von Elektronen existieren, und wie sich herausstellte, haben sie tatsächlich eine niedrigere Ladung als die Elementarladung eines Elektrons. Es schien unmöglich - aber es ist eine Tatsache.
Neue Anionenforschung
Zum ersten Mal wurde die Existenz von Anionen 2005 experimentell von Physikern der Stony Brook University (USA, New York) bestätigt. Und die neue Arbeit amerikanischer Wissenschaftler hat mehr experimentelle Daten geliefert, die die Existenz von Anspielungen bestätigen.
In der neuen Arbeit gelang es den Ingenieuren, solche Bedingungen zu schaffen, unter denen sich die Elektronen entlang eines speziellen Labyrinths bewegten, das in einem nanoskaligen Interferometer aus Galliumarsenid und Aluminium-Galliumarsenid realisiert wurde.
Gleichzeitig wurde dieses Labyrinth durch ein starkes Magnetfeld mit einer Induktion von 9 T und einer Abkühlung auf 10 Millikelvin beeinflusst.
Gleichzeitig zeigte das resultierende Bild, das Wissenschaftler als "Pyjama-Diagramm" bezeichneten, das Auftreten von Anomalien.
Wissenschaftler setzen ihre Forschung fort und planen, den Laboraufbau zu komplizieren, damit es möglich wird, die Anzahl der Quasiteilchen zu kontrollieren und ihr Verhalten in der Kammer zu kontrollieren.
Diese Studie zeigte zunächst, dass die Quantenwelt viel komplexer und verwirrender ist als wurde früher in Betracht gezogen, und möglicherweise werden in Zukunft Partikel entdeckt, die jetzt einfach betrachtet werden unmöglich.
Aus praktischer Sicht werden neue Forschungen zu jedermann dazu beitragen, hocheffiziente Quantencomputer der Zukunft zu schaffen.
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