Anyon evidencia observada usando el diminuto colisionador anyon

Muestra y principio del experimento. (A) Cuasiprobabilidad de exclusión p:La probabilidad K de tener dos anyones saliendo en el mismo canal de borde de salida es modificada por el factor (1 - p). (B) Principio del experimento:El voltaje V genera las corrientes I ⁰ hacia QPC1 y QPC2. Estos dos QPC, sintonizados en el régimen de retro-dispersión débil T ₁ , T ₂ . Crédito:≪ 1, actúan como fuentes poissonianas aleatorias de anyons que chocan en cQPC. (C) Imagen de microscopio electrónico de barrido (SEM) de color falso de la muestra. El gas de electrones se muestra en azul y las puertas en oro. Las corrientes de borde se muestran como líneas rojas (líneas discontinuas rojas después de la partición). Ciencias (2020). DOI:10.1126 / science.aaz5601

Un equipo de investigadores de la Sorbonne Université, CNRS y Ecole Normale Supérieure han informado evidencia de observación de una cuasipartícula llamada anyon. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el equipo describe los resultados del diminuto colisionador anyon que construyeron en el laboratorio. Dmitri Feldman, con Brown University ha publicado un artículo en perspectiva sobre el trabajo en el mismo número de la revista.

Como señala Feldman, el modelo estándar de física de partículas teoriza que hay dos tipos de partículas elementales:bosones y fermiones. Pero como también señala, el modelo estándar describe la física en tres dimensiones con partículas en sus niveles de energía más altos. Eso deja cierto margen de maniobra para la existencia de otros tipos de cuasipartículas que existen solo en dos dimensiones. Una de esas cuasipartículas bidimensionales propuestas es el anyon:no es un fermión ni un bosón. Y la teoría ha sugerido que su carga puede ser menor que la de un electrón, lo que los convierte en la cuasipartícula cargada propuesta más pequeña. Y se comportan de manera diferente a los fermiones o bosones de una manera particular. Los fermiones se evitan entre sí y los bosones pueden formar grupos:anones, a diferencia de, Se ha predicho que interactúan en algún lugar entre atraer y repeler. Y fue esta característica la que estuvo en el centro del trabajo realizado por el equipo en Francia.

El trabajo implicó la creación de un colisionador anónima bidimensional muy pequeño, tan pequeño que tuvieron que usar un microscopio electrónico para observar la acción dentro de él. El colisionador consistía en un plano 2-D colocado entre otro material en capas. Más específicamente, el colisionador contenía un líquido Hall cuántico que se mantenía dentro de un fuerte campo magnético. Las cargas eléctricas se dirigieron a lo largo de los túneles de la fuente hasta los contactos de puntos cuánticos. Los arroyos de Anyon se dirigieron de una manera que los obligó a colisionar en el medio del colisionador y luego salir por uno de los dos caminos designados. En tal dispositivo, los fermiones dejarían el colisionador por caminos separados, mientras que los bosones se irían como grupos. Los investigadores observaron evidencia de aglomeraciones menores, menos de las que se verían con los bosones, pero consistente con lo que la teoría ha sugerido que sucedería con cualquiera.