Физики из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана предложили опыт (пока только в теории), который позволит зарегистрировать энионы - загадочный класс квантовых частиц, который обобщает понятие бозонов и фермионов в двумерном и одномерном случае. Статья ученых появилась в Nature Communications, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе университета.
Известно, что если элементарные частицы "живут" в трехмерном пространстве, то для них существует всего две статистики, описывающие взаимосвязь квантового состояния системы и составляющих ее частиц - статистика Ферми-Дирака (фермионы) или статистика Бозе-Эйнштейна (бозоны). Если же частицы ограничены в своем движении некоторой плоскостью, то, в теории, таких статистик оказывается бесконечно много - их множество параметризуется точками на полуинтервале от 0 до 2П (двух пи), причем при 0 получаем бозоны, а при П фермионы. Полученный класс частиц получил название энионов.
Математический аппарат энионной теории, созданный еще в 70-х годах прошлого века, оказался полезен при изучении квантовых эффектов (в частности, эффекта Холла), однако до последнего времени многие физики полагали, что энионы - не более чем удобная математическая абстракция. В 2005 ученые из университета Стоуни-Брук объявили, что им удалось зарегистрировать энионы, однако, их результаты до сих пор окончательно не признаны. Немецкие исследователи утверждают, что предложенный ими эксперимент поможет однозначно установить реальность этих частиц.
Главным объектом работы выступает набор атомов, выстроенных в прямую друг за другом (в этом случае система получается даже не двумерной, а одномерной) и удерживаемых в таком положении при помощи лазера (так называемой оптической решетки). Ученые рассчитали, что изменение параметров оптической решетки позволит управлять возникновением в системе частиц, в частности, их статистикой. Таким образом, в теории, подобная система позволит получать энионы с любой статистикой из допустимого множества.
По словам Тассило Кайлманна, одного из участников исследования, новые частицы помогут в создании квантовых компьютеров. Кроме этого физик надеется, что теоретическая схема, предложенная учеными, будет реализована на практике в самое ближайшее время.