Vědci odhalili anyony: bizarní kvantové částice, které popírají základní pravidla vesmíru

Vědci z Okinawského institutu vědy a technologie (OIST) a University of Oklahoma teoreticky popsali existenci nového typu kvantových částic, tzv. anyonů, v jednorozměrných systémech.

Vědci z Okinawského institutu vědy a technologie (OIST) a University of Oklahoma teoreticky popsali existenci nového typu kvantových částic, tzv. anyonů, v jednorozměrných systémech. Tento objev by mohl zásadně změnit naše chápání základních pravidel, která řídí realitu, a otevřít cestu k zcela novým kvantovým experimentům.

Tradičně se všechny elementární částice ve třírozměrném vesmíru dělí do dvou kategorií: bosony, které většinou přenášejí síly (například fotony), a fermiony, které tvoří běžnou hmotu (například elektrony, protony, neutrony). Tato jednoduchá klasifikace se však začíná rozpadat v systémech s nižšími dimenzemi. Již od 70. let minulého století vědci předpovídali existenci třetího typu částic, anyonů, které se nacházejí někde mezi bosony a fermiony. V roce 2020 byly tyto neobvyklé částice experimentálně pozorovány na hranici superchlazených, silně zmagnetizovaných, jednoatomových (tedy dvourozměrných) polovodičů.

Nynější výzkum, publikovaný ve dvou článcích v časopise *Physical Review A*, posouvá tuto myšlenku dále. Tým identifikoval jednorozměrný systém, který je schopen anyony podporovat, a prozkoumal jejich teoretické chování. Profesor Thomas Busch z OIST k tomu dodává: „Každá částice v našem vesmíru se zdá striktně zapadat do dvou kategorií: bosonické nebo fermionické. Proč neexistují žádné jiné? Těmito pracemi jsme nyní otevřeli dveře k lepšímu pochopení základních vlastností kvantového světa a je velmi vzrušující sledovat, kam nás teoretická a experimentální fyzika odsud zavede.“

Zajímavostí je, že tyto podivné částice by mohly být „laditelné“, což by vědcům umožnilo upravovat jejich chování způsoby, které dosud nebyly možné. Nedávný pokrok v kontrole jednotlivých částic v ultrachladných atomových systémech by navíc mohl tyto teoretické myšlenky brzy umožnit otestovat v reálných laboratorních experimentech.