Okinava Elmlər və Texnologiya İnstitutu ilə Oklahoma Universitetinin fizikləri göstəriblər ki, birölçülü kvant sistemlərində həm bosonlara, həm də fermionlara aid olmayan hissəciklər mövcud ola bilər. Danışıq aionlardan gedir — eksotik kvant hissəcikləri sinfi, xüsusiyyətləri elementar hissəciklərin standart təsnifatından kənara çıxır. 

HİT.az xəbər verir ki, tədqiqat "Physical Review A" (PRA) jurnalında dərc olunub.

Adət etdiyimiz üçölçülü dünyada bütün elementar hissəciklər iki növdən birinə aiddir. Fotonslar kimi bosonlar qarşılıqlı təsirləri daşıyır və eyni kvant vəziyyətində ola bilirlər. Elektronlar, protonlar və neytronlar olan fermionlar isə maddəni təşkil edir və Pauli prinsipinə tabe olurlar, bu prinsip onların eyni vəziyyətdə ola bilməyəcəyini müəyyən edir.

Bu təsnifat, iki eyni hissəciyin yerlərini dəyişdiyi zaman kvant sisteminin necə davrandığına əsaslanır. Üç ölçüdə yalnız iki variant mümkündür: vəziyyət ya dəyişmir, ya da işarəsini dəyişir. Lakin daha aşağı ölçülü məkanlarda bu məntiq işləməyir.

Aionlar 1970-ci illərdə nəzəri olaraq proqnozlaşdırılmışdı, 2020-ci ildə isə ikiölçülü strukturlarda — ultrasoyuq və güclü maqnitləşdirilmiş biratomlu yarımkeçirici qatların sərhədində — eksperimental olaraq müşahidə olunmuşdu. Yeni iş göstərir ki, bu cür hissəciklər birölçülü sistemlərdə də mövcud ola bilər.

Tədqiqatçıların sözlərinə görə, birölçülü məkanın əsas fərqi ondadır ki, hissəciklər bir-birini “dolana” bilmirlər — yerlərini dəyişmək üçün bir-birindən keçməlidirlər. Bu isə kvant statistikasını radikal şəkildə dəyişir.

"Birölçülü sistemlərdə hissəciklərin yerlərini dəyişməsi topoloji olaraq dəyişməmə ilə ekvivalent deyil. Bu yalnız +1 və –1 dəyərlərindən ibarət deyil, davamlı dəyişən dəyişmə faktorları tələb edir", deyə Okinava Elmlər və Texnologiya İnstitutunun doktorantı Raul İdalqo-Sakoto izah edib.

Tədqiqatlarda göstərilib ki, birölçülü aionların statistikası hissəciklər arasındakı qısamüddətli qarşılıqlı təsirin gücü ilə birbaşa bağlıdır. Bu, sistem parametrlərini dəyişməklə hissəciklərin xüsusiyyətlərini tənzimləməyə imkan verir.

Müəlliflər vurğulayıblar ki, lazım olan eksperimental qurğular artıq mövcuddur — ultrasoyuq atom sistemlərində fərdi hissəciklər üzərində dəqiq nəzarət mümkündür. Bu, nəzəriyyənin laboratoriyada yoxlanmasına və kvant aləminin fundamental xüsusiyyətlərinin daha dərindən başa düşülməsinə yol açır.

Samir