Supraledning, ett fenomen som observeras vid mycket låga temperaturer, innebär förlust av elektriskt motstånd i vissa material, vilket gör att elektriciteten kan flöda fritt. I konventionella supraledare uppstår detta beteende på grund av den kollektiva rörelsen av elektroner som bildar par som kallas Cooper-par. Men CCQ-teamets forskning avslöjar liknande beteende i ett system av fundamentala partiklar som kallas icke-abeliaska anyoner.
Icke-abeliska anyoner är partiklar som lyder exotisk statistik, till skillnad från den välbekanta statistiken för bosoner och fermioner. Dessa partiklar finns inte i naturen men har föreslagits som potentiella kvasipartiklar i vissa material och som grundläggande byggstenar i vissa teoretiska modeller.
Med hjälp av kraftfulla datorsimuleringar undersökte forskarna beteendet hos icke-abelska vem som helst i en tvådimensionell gitterstruktur. De fann att under specifika förhållanden kunde dessa partiklar uppvisa ett tillstånd som liknar supraledning. I denna "alla supraledare" kondenserar partiklarna till ett kollektivt tillstånd där de i praktiken förlorar sina individuella identiteter och rör sig unisont, ungefär som elektroner i en konventionell supraledare.
Detta anmärkningsvärda beteende härrör från de inneboende topologiska egenskaperna hos icke-abelianerna. Till skillnad från konventionella partiklar bär vem som helst en topologisk laddning som inte kan tas bort utan att ändra sin identitet. Denna topologiska laddning leder till långväga interaktioner mellan partiklarna, vilket resulterar i det kollektiva beteendet som observeras i simuleringen.
Upptäckten av "någon supraledning" öppnar nya vägar för att utforska samspelet mellan topologiska egenskaper och kvantmångkroppsfysik. Studien bidrar också till en bredare förståelse av okonventionella tillstånd av materia och kan ge insikter om beteendet hos vissa exotiska material.
Medan icke-abelska vem som helst ännu inte har observerats direkt i experiment, motiverar CCQ-teamets teoretiska fynd ytterligare utforskning av topologiska kvantfenomen och stärker argumenten för att söka material som kan vara värd för sådana partiklar.
