Lorsque vous échangez deux paraparticules, ces propriétés cachées changent en tandem. Comme analogie, imaginez que ces propriétés sont des couleurs. Commencez avec deux paraparticules, l’un qui est rouge en interne et un autre qui est bleu en interne. Lorsqu’ils échangent des locations, plutôt que de garder ces couleurs, ils changent tous les deux de manière correspondante, comme prescrit par les mathématiques du modèle particulier. Peut-être que l’échange les laisse verts et jaunes. Cela se transforme rapidement en un jeu complexe, où les paraparticules s’affichent mutuellement de manière invisible à mesure qu’ils se déplacent.
Pendant ce temps, Müller était également occupé à repenser les théorèmes du DHR. « Ce n’est pas toujours tremendous clear ce qu’ils veulent dire, automobile c’est dans un cadre mathématique très compliqué », a-t-il déclaré.
Son équipe a adopté une nouvelle approche de la query paraparticulaire. Les chercheurs ont considéré le fait que les systèmes quantiques peuvent exister dans plusieurs états possibles à la fois – ce qui est appelé une superposition. Ils ont imaginé basculer entre les views des observateurs qui existent dans ces états superposés, chacun qui décrit leur branche de la réalité légèrement différemment. Si deux particules sont vraiment indiscernables, ils figuraient, alors peu importe si les particules sont échangées dans une branche de la superposition et non dans l’autre.
« Peut-être que si les particules sont à proximité, je les échange, mais si elles sont loin, je ne fais rien », a déclaré Müller. « Et s’ils sont dans une superposition des deux, alors je fais l’échange dans une branche, et rien dans l’autre branche. » La query de savoir si les observateurs à travers les branches étiquettent les deux particules de la même manière ne devraient faire aucune différence.
Cette définition plus stricte de l’indiscernabilité dans le contexte des superpositions impose de nouvelles restrictions aux varieties de particules qui peuvent exister. Lorsque ces hypothèses se maintiennent, les chercheurs ont constaté que les paraparticules sont impossibles. Pour qu’une particule soit vraiment indiscernable par la mesure, comme les physiciens s’attendent à ce que les particules élémentaires soient, ce doit être un boson ou un fermion.
Bien que Wang et Hazzard aient d’abord publié leur article, c’est comme s’ils avaient vu les contraintes de Müller arriver. Leurs paraparticules sont possibles automobile leur modèle rejette l’hypothèse de départ de Müller: les particules ne sont pas indiscernables dans le plein sens requis dans le contexte des superpositions quantiques. Cela vient avec une conséquence. Bien que l’échange de deux paraparticules n’a aucun effet sur les mesures d’une personne, deux observateurs, en partageant leurs données, peuvent déterminer si les paraparticules ont été échangés. En effet En ce sens, ils pouvaient distinguer les deux paraparticules.
Cela signifie qu’il existe un potentiel pour les nouveaux états de matière. Lorsque les bosons peuvent emballer un nombre infini de particules dans le même état et que les fermions ne peuvent pas partager un état, les paraparticules se retrouvent quelque half au milieu. Ils sont capables d’emballer quelques particules dans le même état, avant de se faire bonder et de forcer les autres dans de nouveaux États. Le nombre actual du nombre peut être entassé ensemble dépend des détails de la paraparticule – le cadre théorique permet des choices sans fin.
« Je trouve leur article vraiment fascinant, et il n’y a absolument aucune contradiction avec ce que nous faisons », a déclaré Müller.
La route vers la réalité
S’il existe des paraparticules, ils seront très probablement des particules émergentes, appelées quasiparticules, qui apparaissent comme des vibrations énergétiques dans certains matériaux quantiques.
« Nous pourrions obtenir de nouveaux modèles de phases exotiques, qui étaient difficiles à comprendre auparavant, que vous pouvez désormais résoudre facilement en utilisant des paraparticules », a déclaré Meng Chengphysicien à l’Université de Yale qui n’a pas été impliqué dans la recherche.
Bryce Gadwayun physicien expérimental de la Pennsylvania State College qui collabore parfois avec Hazzard, est optimiste que des paraparticules seront réalisés dans le laboratoire au cours des prochaines années. Ces expériences utiliseraient des atomes de Rydberg, qui sont des atomes dynamiques avec des électrons qui errent très loin de leurs noyaux. Cette séparation de la cost optimistic et négative rend les atomes de Rydberg particulièrement sensibles aux champs électriques. Vous pouvez construire des ordinateurs quantiques à partir des atomes de Rydberg en interplay. Ils sont également les candidats parfaits pour créer des paraparticules.
« Pour un sure kind de simulateur quantique Rydberg, c’est un peu ce qu’ils feraient naturellement », a déclaré Gadway à propos de la création de paraparticules. «Vous les préparez et les regardez évoluer.»
Mais pour l’immediate, le troisième royaume des particules reste entièrement théorique.
« Les paraparticules pourraient devenir importants », a déclaré Wilczek, le physicien et inventeur vainqueur du prix Nobel de Anyons. « Mais à l’heure actuelle, ils sont essentiellement une curiosité théorique. »
Histoire originale réimprimé avec la permission de Magazine Quantaune publication éditoriale indépendante du Fondation Simons dont la mission est d’améliorer la compréhension du public de la science en couvrant les développements de la recherche et les tendances des mathématiques et des sciences physiques et de la vie.
