En un mundo tridimensional todas las partículas deben ser fermiones o bosones, pero en menos dimensiones, la existencia de partículas conocidas como anónimas, que tienen estadísticas cuánticas intermedias, es posible. Se cree firmemente que tales objetos fascinantes existen como cuasipartículas emergentes en sistemas de Hall cuánticos fraccionarios, pero a pesar de grandes esfuerzos, La evidencia experimental de aniones ha sido muy limitada. Dado que la estadística cuántica se define mediante el comportamiento de la fase de la función de onda, cuando se intercambian dos partículas idénticas, Los primeros intentos de detección de anyon se han basado en mediciones interferométricas utilizando interferometría de Fabry-Perot o experimentos de divisor de haz.

Hasta aquí, Se han realizado muchos esfuerzos para mejorar la evidencia experimental de los anones mediante la búsqueda de formas de estudiar el efecto FQH y comprender su física subyacente en sistemas cuánticos altamente controlables, como los átomos fríos o los simuladores cuánticos fotónicos. Hay estudios que han demostrado que las interacciones luz-materia pueden crear y atrapar cuasipartículas fraccionadas en gases atómicos o sistemas electrónicos. y a través de imágenes de tiempo de luz, medir firmas de estadísticas fraccionarias transportadas por el momento angular total de un sistema Hall cuántico fraccional.

En un estudio reciente publicado en Cartas de revisión física , Los investigadores del ICFO Tobias Grass, Niccolo Baldelli, y Utso Bhattacharya, dirigido por el Prof. ICREA en ICFO Maciej Lewenstein, y en colaboración con Bruno Julia-Díaz de la Universidad de Barcelona, describir un nuevo enfoque para la detección de cualquier persona, que es un elemento crucial para aumentar el conocimiento de la materia cuántica exótica.

Al contrario de los esquemas de detección anteriores, el estudio realizado por los investigadores abre una nueva posibilidad que no requiere ni intercambio de partículas ni interferometría. En lugar de, los autores proponen rastrear el comportamiento de los anones uniéndoles partículas de impurezas. Específicamente, se muestra que el momento angular promedio de una sola impureza toma valores característicos que son posiblemente fraccionarios. Para un sistema de múltiples impurezas, el momento angular total debería depender entonces de cómo se llenen estos niveles efectivos de impureza única. Sorprendentemente, el valor obtenido por los autores no corresponde ni al llenado de un mar de Fermi ni a la condensación de un modo bosónico. En lugar de, el momento angular de la impureza se interpola entre estos casos limitantes, y el parámetro estadístico fraccionario de los anyones se puede inferir inmediatamente de esta interpolación.

Su esquema de detección solo requiere mediciones de densidad y podría ser aplicable a las fases de Hall cuánticas abelianas en materiales electrónicos, así como en simuladores cuánticos fotónicos o atómicos. Los autores discuten también posibles generalizaciones hacia anyons no abelianos. Dado que las impurezas se dan cuenta de un gas que no interactúa de cualquiera, su trabajo también plantea la posibilidad de estudiar la intrincada termodinámica de los sistemas anónicos.