Ethvert bevis observeret ved hjælp af lille anyon-kollider

Et team af forskere fra Sorbonne Université, CNRS og Ecole Normale Supérieure har rapporteret observationelle beviser for en kvasipartikel kaldet en anyon. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , holdet beskriver den lille anyon-kollider, de byggede i laboratoriet, deres resultater. Dmitri Feldman, med Brown University har udgivet et Perspective-stykke om arbejdet i samme tidsskriftsudgave.

Som Feldman bemærker, standardmodellen for partikelfysik teoretiserer, at der er to slags elementarpartikler - bosoner og fermioner. Men som han også bemærker, standardmodellen beskriver fysik i tre dimensioner med partikler på deres højeste energiniveau. Det giver et snævert rum for eksistensen af ​​andre typer kvasipartikler, der kun eksisterer i to dimensioner. En sådan foreslået 2-D kvasipartikel er anyonen - den er ikke en fermion eller en boson. Og teorien har antydet, at dens ladning kan være mindre end en elektrons, hvilket gør dem til den mindste foreslåede ladede kvasipartikel. Og de opfører sig anderledes end enten fermioner eller bosoner på én bestemt måde. Fermioner undgår hinanden, og bosoner kan danne grupper - alle, i modsætning, er blevet forudsagt at interagere et sted mellem at tiltrække og frastøde. Og det var denne funktion, der lå i centrum for det arbejde, som teamet udførte i Frankrig.

Arbejdet involverede at skabe en meget lille 2-D anyon-kollider - så lille, at de skulle bruge et elektronmikroskop for at observere handlingen inde i den. Collideren bestod af et 2-D-plan sat mellem et andet lagdelt materiale. Mere specifikt, kollideren holdt en kvante Hall væske, der blev holdt inde i et stærkt magnetfelt. Elektriske ladninger blev rettet langs kildetunneller til kvantepunktkontakter. Anyon-strømme blev rettet på en måde, der tvang dem til at støde sammen i midten af ​​kollideren og derefter gå ud ad en af ​​to udpegede stier. I en sådan enhed, fermioner ville forlade kollideren via separate stier, mens bosoner ville forlade som klumper. Forskerne observerede tegn på mindre sammenklumpning - mindre end man ville se med bosoner, men i overensstemmelse med hvad teorien har foreslået ville ske med nogen.

© 2020 Science X Network