蔡泽禹提示您:看后求收藏(归云文学网),接着再看更方便。

[    【作者蔡泽禹提示:如果章节内容错乱的话,关掉阅读模式,关闭广告拦截即可正常】

]    然而,在二维空间中,循环不会缩小。它被另一个粒子卡住了。由于这个限制(只有在二维中才会发现),让一个粒子绕着另一个粒子旋转并不等于把它留在同一个地方。

    巴黎索邦大学的物理学家格温达尔·费弗领导了最近的这项实验,他说:“拓扑论证是第一个迹象,表明这些任意子可能存在。”“剩下的就是物理系统了。”

    宇宙中的每一个粒子(从宇宙射线到夸克)不是费米子就是玻色子。

    任意子,正如我们所知,即不像费米子也不像玻色子。相反,他们的行为介于两者之间。

    如果波函数是相同的,那么量子粒子就是玻色子。如果它们差了一个系数-1,那么就是费米子。虽然推导看起来像是一个纯粹的数学问题,但它具有深刻的物理意义。

    自旋是半整数的是费米子,是基本粒子,同状态不能在一个轨道上。自旋为整数的是玻色子,是传递子,同状态可以在一个轨道上。

    在最近发表在《科学》杂志上的一篇论文中,物理学家发现了第一个实验证据,证明这些粒子不属于任何一个王国。”我们有玻色子和费米子,现在我们有了第三个王国,”诺贝尔奖得主、麻省理工学院物理学家弗兰克·维尔切克说。“这绝对是一个里程碑。”

    当电子被限制在二维空间运动,冷却到接近绝对零度,并受到强磁场的作用时,非常奇怪的事情开始发生。在20世纪80年代早期,物理学家首先利用这些条件来观察“分数量子霍尔效应”,在这个效应中,电子聚集在一起产生了所谓的准粒子,其电荷只有单个电子的一小部分。(如果把电子的集体行为称为粒子似乎有些奇怪,想想质子,它本身就是由三个夸克组成的。)

    费米子是粒子世界的“反社会成员”。它们从不占据相同的量子态。正因为如此电子(也就是费米子)被强迫进入一个原子周围不同的壳层中。从这个简单的现象中产生了原子的大部分空间,元素周期表的惊人多样性,以及所有的化学。

    新粒子“任意子”的发现呈现出一个新的粒子世界,物理学的里程碑

    在物理学中,物理学家把所有粒子分成两类。一种费米子,一种玻色子。

    要理解量子王国,可以想象一幅循环图。想象两个无法区分的粒子,比如电子。取其中一个,然后环绕另一个,这样它就会回到它开始的地方。一切似乎都没有改变。事实上,在量子力学的数学语言中,描述初态和末态的两个波函数必须要么等于,要么相差-1。(在量子力学中,你可以通过平方这个波函数来计算你所观察到的概率,所以-1的系数就被消去了。)

    这些类别将自然的构建块划分为两个截然不同的粒子王国。现在,研究人员发现了第三个粒子王国的第一个例子。

    让一个粒子绕着另一个粒子旋转,会产生一个循环。在三维空间中,你可以把这个循环一直缩小到一个点。从拓扑学上讲,这个(粒子)好像根本没有移动过。

    物理学家认为,世界上所有的粒子,要么就是玻色子,要么就是费米子。

    1984年,威尔切克、丹尼尔·阿罗瓦斯和约翰·罗伯特·施里弗在一篇两页纸的论文中指出,这些准粒子必须是任意粒子。但科学家们从未在这些准粒子中观察到类似于任意子的行为。也就是说,他们无法证明任意子既不像费米子,也不像玻色子,既不聚在一起,也不完全相互排斥。

    另一方面,玻色子是群居的粒子,它们乐于聚在一起,共享相同的量子态。因此,光子(即玻色子)可以相互穿透,使光线不受阻碍地传播,而不是四处散射。

    任意子的存在是从量子拓扑中推断出来的。

    这就是这项新研究的目的。2016年,三位物理学家描述了一个类似于二维粒子对撞机的实验装置,用它来把任意子撞在一起。通过测量对撞机中电流的波动,他们能够证明任意子的行为完全符合理论预测。

    “在很长一段时间里,已经有了很多证据,”威尔切克说。但如果你问:是否存在一种特定的现象,你可以指出并说任意子导致了这种现象,而你无法用其他任何方式解释它。我认为这在一个不同的层面上是非常明显的。”

    我们需要第三种粒子的可能性:任意粒子。由于它们的波函数不局限于定义费米子和玻色子的两个解,这些粒子可以不是这两个解中的任何一个,而是介于两者之间的任何一个。当威尔切克第一次创造任意子这个词时,它是一种半开玩笑的暗示,意思是任何事情都可以发生。

    布朗大学物理学家德米特里·费尔德曼没有参与最近的研究,他说,“一切都与这个理论非常契合,没有任何疑问。”“根据我的经验,这在这个领域是很不寻常的。”

    但是,如果当你将一个量子粒子环绕在另一个量子粒子上时,又没有回到相同的量子状态,会发生什么呢?为了理解这种可能性,我们需要稍微离题到拓扑学。如果一种形状可以不经过任何切割或粘合而转变成另一种形状,那么两种形状在拓扑上是等价的。俗话说,甜甜圈和咖啡杯在拓扑结构上是等价的,因为它们可以被轻轻不断地塑造成另一个。

其他小说相关阅读More+

数学心

蔡泽禹

数学心笔趣阁

蔡泽禹
本页面更新于2022

本站所有小说均由程序自动从搜索引擎索引

Copyright © 2022 归云文学网

大师兄失忆以后全文阅读 变成最后一条龙后我被献给了反派免费阅读 被渣男抛弃后小美人沦落街头免费阅读 病娇大佬的小娇气太甜了免费阅读 囚金枝最新章节 【快穿】被病娇小狼狗们盯上了怎么破最新章节 穿成內侍后总在劝皇上雨露均沾阿匪 【快穿】每次穿越后都成了反派心尖宠眠冬 霍格沃茨之我叫斯内普小说 被高冷豹攻饲养了怎么破最新章节 长宁将军免费阅读 替身受假死之后最新章节 【快穿】病娇修罗场警告起点 求道从红楼开始格格党 [快穿]被黑化大佬占有免费小说 好女难嫁最新章节 碧落天刀风凌天下 【快穿】黑化反派,宠上天最新章节 云鬓添香免费阅读 重生后成了皇帝的白月光免费阅读 封先生的撒娇精又奶又甜免费阅读 表小姐要出家免费阅读 【ABO】学霸又在装奶狗了免费小说 be后大佬们都说我是白月光免费阅读 [ABO]跟渣攻先婚后爱了全文 重生后宝贝每天都在打脸最新章节 节令师太上布衣 错拿了女主剧本的咸鱼免费阅读 我的诡异人生最新章节 这些妖怪怎么都有血条最新章节 【快穿】恶毒男配洗白攻略 人道大圣全文阅读 将军被我骗了心以后最新章节 正义的使命 山村小神医 山村傻子神医 五十年代军工大院 正义的使命 大奉打更人 边水往事 他的暗卫 山村傻子神医 山村傻子神医 岁岁平安 山野浑小子林生李桃花 正义的使命 五十年代军工大院 天倾之后 在星际开密逃 夜无疆 大道之上 道爷要飞升 青山 都重生了谁考公务员啊 仙工开物 太平令 谁让他修仙的! 快把我竹马带走! 宿命之环 从斩妖除魔开始长生不死 逼我重生是吧 龙藏 光阴之外 星空职业者 1979黄金时代 黄昏分界 山海提灯 我打造了无敌舰队 不是吧君子也防 我有一个修仙世界 苟成圣人,仙官召我养马 吞噬星空2起源大陆 天人图谱 天命之上 全球降临:带着嫂嫂末世种田 宿命之环 那年花开1981 狩心游戏 快把我竹马带走!