Kvasipartikelflätning experiment. a) Schematisk representation av kvasipartikelutbyte; kvasipartiklar representeras av röda virvlar, och banor visas med streckade linjer. b) SEM-bild i falsk färg av interferometer. Kredit:arXiv:2006.14115 [cond-mat.mes-hall]
Ett litet team av forskare vid Purdue University har hittat de starkaste bevisen hittills på förekomsten av abeliska anyoner. De har skrivit ett papper som beskriver experiment som de genomförde för att avslöja förekomsten av kvasipartiklarna och har laddat upp det till arXiv förtrycksserver medan de väntar på peer review.
Alla är varken bosoner eller fermioner – faktiskt, de är inte alls elementarpartiklar. Istället, de klassificeras som kvasipartiklar som finns i två dimensioner. De kan observeras, teoretiskt sett, när de uppträder som störningar i tvådimensionella ark av material. Teoretiska fysiker har föreslagit deras existens sedan slutet av 1970-talet och de namngavs officiellt av Frank Wilczek i början av 1980-talet. Teorin har också föreslagit att de flätar, men på ett annat sätt än bosoner eller fermioner. Om en fermion eller en boson släpades runt en annan av sitt slag, teorin antyder, åtgärden skulle inte ge en registrering av vad som hade inträffat. Men eftersom vem som helst ändrar vågfunktioner, de skulle skapa en sådan skiva. Processen går ut på att infoga en fas i partiklarnas vågfunktion. I denna nya insats, forskarna skapade en enhet som gjorde det möjligt för dem att se bevis på ett sådant register.
Enheten som teamet skapade involverade att flytta vem som helst längs en 2D-bana; vid en given punkt, vägen delas. En av vägarna slingrade sig runt en annan anyon som var belägen i mitten av enheten. Den andra tog en direkt väg innan de två vägarna återförenades. Teamet mätte sedan den elektriska strömmen i enheten och letade efter hopp. Enligt teorin, sådana hopp skulle förekomma när någon lades till och sedan togs bort från enheten, ändrar fasen. För att kunna spela in sådana hopp, enheten byggdes i lager av material som filtrerade bort slumpmässigt brus. De resulterande mätningarna gör det starkaste fallet hittills för förekomsten av kvasipartiklar, och därigenom, har starkt stärkt teorier som beskriver både deras existens och deras beteende. De har sannolikt också ökat förhoppningarna hos vissa forskare som har undersökt möjligheten att använda vem som helst för att skapa mer robusta kvantdatorer.
© 2020 Science X Network
