Kdokoli

Kdokoli
Sloučenina:	Kvazičástice
Teoreticky zdůvodněno:	V roce 1977 skupina teoretických fyziků z University of Oslo vedená Jonem Magne Leinaasem a Janem Mirheimem
Objevil:	V roce 2005 skupina fyziků na univerzitě Stony Brook postavila kvazičásticový interferometr , na kterém Vladimir Goldman a jeho kolegové identifikovali několik událostí způsobených jakoukoli interferencí . [jeden]

Anion ( angl. Anyon ) je typ částic, které existují ve dvourozměrných systémech, které jsou zobecněním pojmů fermion a boson .

Teoretické zdůvodnění

V roce 1977 skupina teoretických fyziků z University of Oslo , vedená Jonem Magnem Leinaasem a Janem Mirheimem, dokázala, že tradiční dělení částic na fermiony a bosony neplatí pro teoretické částice, které existují ve dvou dimenzích. Takové částice by mohly mít řadu neočekávaných vlastností. Frank Wilczek pro ně v roce 1982 navrhl název anyons (z anglického any - any). [2] [3]

Bertrand Halperin z Harvardské univerzity prokázal užitečnost matematického aparátu souvisejícího s anyonem při vysvětlení některých aspektů frakčního kvantového Hallova jevu . V roce 1985 Frank Wilczek, Dan Arovas a Robert Schrieffer toto tvrzení otestovali přesnými výpočty a dokázali, že částice, které v těchto systémech existují, jsou skutečně anyony.

Experimentální potvrzení

V roce 2005 skupina fyziků na univerzitě Stony Brook postavila kvazičásticový interferometr , na kterém Vladimir Goldman a jeho kolegové identifikovali několik událostí způsobených jakoukoli interferencí . [1] Pomocí elektrických polí vytvořili tenký disk obklopený prstencem na povrchu polovodiče umístěného v magnetickém poli . Kvazičástice s nábojem rovným dvěma pětinám elektronového náboje se rodí uvnitř disku a jedné třetině v prstenci. Analýza získaných dat potvrdila, že kvazičástice v prstenci a uvnitř disku se mohou stabilně rodit a mizet pouze ve skupinách o určitém počtu, to znamená, že se řídí statistikami jakéhokoli typu.

V roce 2020 N. Bartholomew et al. z Vyšší normální školy z experimentu s dvourozměrnou heterostrukturou GaAs/AlGaAs určili střední statistiku aniontů měřením korelace elektrických proudů třetím kontaktem při srážkách aniontů v elektronový plyn ze dvou bodových kontaktů [4] . $\theta ={\frac {\pi }{3))$

Rozvoj polovodičové technologie, konkrétně depozice tenkých dvourozměrných vrstev, například plátů grafenu , nastavuje potenciál pro využití vlastností aniontů v elektronice.

Matematický aparát

V trojrozměrném (nebo více) prostoru jsou částice striktně rozděleny na fermiony a bosony , podle toho, jaké statistiky se řídí: fermiony - Fermi-Diracova statistika , bosony - Bose-Einsteinova statistika . V jazyce kvantové fyziky je to formulováno jako chování mnoha-částicových stavů, když jsou částice nahrazeny. Například v případě dvoučásticového stavu máme (v Diracově notaci ):

$\left|\psi _{1}\psi _{2}\right\rangle =+\left|\psi _{2}\psi _{1}\right\rangle$ - pro bosony
$\left|\psi _{1}\psi _{2}\right\rangle =-\left|\psi _{2}\psi _{1}\right\rangle$ - pro fermiony

Ve dvourozměrných systémech však lze pozorovat kvazičástice , které sledují distribuci, která se neustále mění mezi statistikami Fermi-Dirac a Bose-Einstein:

\left|\psi _{1}\psi _{2}\right\rangle =e^{i\,\theta }\left|\psi _{2}\psi _{1}\right\ rozsah

kde je skutečné číslo . V , máme statistiky Fermi-Dirac a v , máme statistiky Bose-Einstein . V případě se však získá něco jiného, nazývaného anyon. $\theta$ $\theta=\pi$ $\theta =2\pi$ $\pi <\theta <2\pi$

Pojem spin aniontu lze také zavést porovnáním s : $s$ $\theta$

\theta =2\pi s

Anyons jsou popsány statistikou nazvanou Braid statistics , protože souvisí s teorií copu .

Viz také

plekton

Poznámky

↑ 1 2 Realizace Laughlinova kvazičásticového interferometru: Pozorování zlomkové statistiky Physical Review, Phys. Rev. B 72, 075342 (2005)
↑ Frank Wilczek o všech a jejich roli v supravodivosti
↑ Vilček, F. Enions // Ve světě vědy . 1991. č. 7. S. 14–22.
↑ H. Bartolomei, M. Kumar, R. Bisognin a kol. Zlomkové statistiky v jakýchkoliv srážkách // Věda , 10. dubna 2020: Vol. 368, vydání 6487, s. 173-177

Literatura

Steven Duplij , Warren Siegel , Jonathan Bagger , Stručná encyklopedie supersymetrie, Springer, 2005 a v knihách Google: Stručná encyklopedie supersymetrie

Odkazy

Kvazičástice s neabelovskou statistikou // Igor Ivanov, 8. října 2009
Kvantová bezpráví. Výjimečné částice (nedostupný odkaz)
Anyons for Quantum Computing (nedostupný odkaz)
Přímé pozorování částic pomocí zlomkové statistiky ve dvourozměrném systému (nedostupný odkaz)

Kvazičástice ( Seznam kvazičástic )
Základní	magnon Phonon Roton Plasmon primeson Elektron Otvor Orbiton Fluktuon Phazon Holon a spinon Quasimomonopol
Kompozitní	Dropleton Zkusit polariton Polaron Biroton bednářský pár exciton Vanier - Motta Frenkel Biexciton Soliton FK-soliton Solitony v plazmě Iontový zvuk Magnetoakustické Langmuir Soliton Davydov
Klasifikace	Fermiony bosony Anyons Hypotetické : Plektony