لمدة مائة عام ، كان لجميع الجسيمات المعروفة هويتين فقط: البوزونات ، الفرميونات.

يمكن تكديس البوزنات معا في عدد لا حصر له من الأرقام ، بينما لا يمكن أن تتعايش الفرميونات في حالة كمومية. يعتمد الليزر على البوزونات ، ويعتمد الغلاف الإلكتروني على الفرميونات. هذا هو الانقسام الأساسي لميكانيكا الكم.

لكن الآن ، وجد شخص ما "الجسيم الثالث". الاسم الأول:类粒子 (الجسيمات)。

ليس البوزونات ولا الفرميونات.

إنه ليس جسيما نقيا من المادة ، كما أنه ليس وسيطا للقوة ، ولكنه حالة خفية تسمح ميكانيكا الكم بالوجود ولكن لم يتم العثور عليها أبدا. قد يعيشون داخل المادة ، موجودين في تناظر تبادلي غريب. لديهم "متغيرات داخلية مخفية" لا يتم استبدالها بعلامة موجبة أو سلبية فقط ، ولكن مع تغيير الهيكل بأكمله.

لم يتم اقتراح هذه النظرية من قبل بعض الفلاسفة الخياليين ، ولكن من قبل فريق Zihyuan Wang من معهد ماكس بلانك للبصريات الكمومية في ألمانيا.

بدأ كل شيء في 2021 ، عندما كان طالب دراسات عليا في جامعة رايس. جعله اشتقاق رياضي صدفة يدرك أنه ربما يكون قد وصل إلى زاوية منسية من الفيزياء.

في ذلك الوقت ، أخذ هذه الفكرة إلى معلمه ، كادن هازارد. كان رد الفعل الأول للطرف الآخر: "لست متأكدا مما إذا كان هذا الشيء موثوقا به ، ولكن إذا كنت تؤمن به حقا ، فضع كل شيء آخر جانبا وابذل قصارى جهدك للقيام بذلك". ”

بعد ثلاث سنوات ، نشروا أوراقهم بالفعل.

نشرت في مجلة Nature ، النظرية صارمة ، والرياضيات مغلقة ، والصورة المادية واضحة. علاوة على ذلك ، فإنه يكسر شيئا كان يعتقد أنه استنتاج مفروغ منه: نظرية DHR.

في 1970s ، اقترح Doplicher-Haag-Roberts سلسلة من الأطر الرياضية لإثبات أنه في حالة تلبية فرضيات "المحلية" و "الفضاء ثلاثي الأبعاد" ،يمكن أن توجد فقط البوزونات والفرميونات في الطبيعة。

لقد أدى هذا تقريبا إلى "حظر" الجسيمات الشبيهة بشرعيتها المادية لعقود.

لكن فريق وانغ وجد أن افتراضات DHR كانت أكثر قسوة بكثير مما كان يعتقد الناس. على وجه الخصوص ، لا تنطبق نقطة "عدم التمييز الكامل" بالضرورة في بعض الحالات المتراكبة.

يتخلى نموذجهم الشبيه بالجسيمات عن المطلب المطلق المتمثل في "عدم الاختلاف" - أي ،إذا شارك اثنان من المراقبين المعلومات ، فيمكنهم معرفة ما إذا كان قد تم تبادل الجسيم。

هذا هو المكان الذي توجد فيه نقطة الانهيار.

لن يؤثر تبادل الجسيمات التقليدي على النتائج الإحصائية التجريبية ، ولكن بعد تبادل الجسيمات ، سوف "يربطون" الخصائص المخفية لبعضهم البعض. لا يمكن قياس هذه الخصائص من تلقاء نفسها ، ولكن ارتباطات البيانات بين العديد من المراقبين يمكن أن تكشف عن هذه المعلومات.

هذا يضع الجسيمات الشبيهة بالجسيمات في موقف مثير للاهتمام:

إنها ليست كومة عشوائية مثل البوزونات ، وهي ليست متعارضة مثل الفرميونات.

بدلا من ذلك ، فهي محدودة وقابلة للتكديس.

يمكنك التراكم قليلا ، ولكن إذا تراكمت أكثر ، فسوف "تنفجر" وعليك الدخول في حالة جديدة. يعتمد العدد الذي يمكن تكديسه على تفاصيل النموذج. كل نوع من الجسيمات له درجة مختلفة من الازدحام.

اعتاد الفيزيائيون على عالم ثنائي القطب. الآن ، يجب إدخال الأرضية الوسطى.

تتنبأ النظريات بأن هذه الجسيمات الفئيةمن المرجح أن يظهر على أنه "شبه جسيم" في بعض المواد الغريبة。 أي أنها مظهر من مظاهر الحالة الجماعية المثارة في المادة ، وليست الجسيمات الحرة. على غرار الفونونات والإكسيتونات والأنيونات ، هذه هي "الجيل الثاني من الجسيمات" التي دخلت المختبر.

تم الآن تأكيد أي أنيون اقترحه فرانك ويلكزيك في 1980s في مواد القاعة الكمومية ويتم تطبيقه على بنية الحوسبة الكمومية المتسامحة مع الخطأ.

مصفوفة مع ذرات Rydberg.هذه واحدة من أقوى منصات المحاكاة الكمومية المتاحة ، باستخدام المدارات المضخمة القصوى لتحولات الإلكترون الخارجية للذرات لتحقيق استجابات عالية للغاية للمجالات الكهربائية. يتم بالفعل استخدام هذه الأنظمة لمحاكاة الأنيونات وقد تكون ساحة المعركة الرئيسية لتنفيذ الأجسام الشبيهة بالجسيمات.

الشيء الأكثر إثارة للدهشة هو أن فريق ماركوس مولر ، وهو باحث آخر ، يعمل على الجسيمات في نفس الوقت تقريبا. لقد اتخذوا نهجا مختلفا - إعادة تفسير قيود DHR وتعريف "عدم التمييز" من منظور العديد من المراقبين للتراكب الكمي ، والذي بدوره "استبعد" إمكانية وجود شبيه بالجسيمات.

نظريات الجانبين لا تتعارض ، ولكنها تكمل بعضها البعض.

فيما يتعلق بالصور المادية ، فإن الصور الشبيهة بالجسيمات تشبه إلى حد كبير شبكة ديناميكية من التفاعلات. تبديل المواقف ليس علامة ناقص ، ولكنه مثل ترقية نظام التشغيل ، والتي لا تؤثر فقط على المشاركين أنفسهم ، ولكن أيضا على سلسلة من التطورات اللاحقة.

هذا يجعل من السهل وصف بعض نماذج انتقال الطور الكمومي ، وهياكل الحالة المتشابكة ، وربما في أطر تشبه الجسيمات.

حتى ، من الممكنولدت فئة جديدة من المواد الكمومية。 وهي ثلاثية الأبعاد، على عكس أنيون، التي يمكن أن تعيش فقط في بعدين.

هذا يعني أنهمهناك فرصة أفضل للدخول في التطبيقات الهندسية。 على سبيل المثال ، قد تظهر المواد المصممة بخصائص شبيهة بالجسيمات سلوكيات غير ممكنة مع مواد البوزون أو الفيرميون من حيث كثافة الحالات ، واقتران الدوران ، ونقل الشحنة.

في الماضي ، قمنا بحشر العالم في صندوقين: يمكنك إما التكديس أو لا يمكنك ذلك. الآن ، فتح التماس بين الصندوقين التماس.