การวนโครงสร้างรอบ ๆ กันทำให้กรณีที่มีอยู่จริงแข็งแกร่งขึ้นนัก บาคาร่า ฟิสิกส์ได้จับภาพแวบแรกที่มองเห็นได้ชัดเจนของใยแมงมุมที่ทอด้วยอนุภาคที่เรียกว่าตัวใดตัวหนึ่ง
ผลที่สังเกตได้ซึ่งเรียกว่าการถักเปียเป็นหลักฐานที่โดดเด่นที่สุดสำหรับการมีอยู่ของอนุภาคใด ๆ ซึ่งเป็นประเภทของอนุภาคที่สามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในสองมิติเท่านั้น เมื่อตัวใดตัวหนึ่งถูกถัก ตัวใดตัวหนึ่งจะวนรอบอีกตัวหนึ่ง ซึ่งจะเปลี่ยนสถานะควอนตัมของตัวใดตัวหนึ่ง นักวิจัยรายงานในบทความที่โพสต์เมื่อวันที่ 25 มิถุนายนที่arXiv.org
นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Frank Wilczek จาก MIT ผู้ก่อตั้งคำว่า “anyon” ในช่วงปี 1980 กล่าวว่า “มันน่าเชื่ออย่างยิ่ง นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีคิดมานานแล้วว่าไม่มีสิ่งใดมีอยู่จริง แต่ “การได้เห็นมันในความเป็นจริงนั้นนำไปสู่อีกระดับหนึ่ง”
อนุภาคมูลฐานที่พบในธรรมชาติจัดเป็นหนึ่งในสองประเภท:
เฟอร์มิออนหรือโบซอน ตัวอย่างเช่นอิเล็กตรอนเป็นเฟอร์มิออนในขณะที่โฟตอนอนุภาคของแสงเป็นโบซอน ทุกคนเป็นชนชั้นที่สาม แต่จะไม่ปรากฏเป็นอนุภาคพื้นฐานในจักรวาลสามมิติของเรา นักฟิสิกส์ Michael Manfra จาก Purdue University ใน West Lafayette, Ind. ผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าวว่า “มันไม่ใช่สิ่งที่คุณเห็นในชีวิตประจำวันทั่วไป แต่ทุกคนสามารถแสดงออกมาเป็นการรบกวนภายในแผ่นวัสดุสองมิติ ในทางเทคนิค “quasiparticles” เป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวร่วมกันของอิเล็กตรอนจำนวนมากซึ่งรวมกันมีพฤติกรรมเหมือนอนุภาคเดียว
วิธีสำคัญที่ทุกคนแตกต่างจาก fermions และ bosons คือการถักเปีย หากคุณจะลากโบซอนหนึ่งหรือเฟอร์เมียนหนึ่งไปรอบๆ อีกชนิดหนึ่งที่มีลักษณะเดียวกัน ก็จะไม่มีบันทึกของการวนซ้ำนั้น แต่สำหรับทุกคน การถักเปียดังกล่าวจะเปลี่ยนฟังก์ชันคลื่นของอนุภาค ซึ่งเป็นนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายสถานะควอนตัมของอนุภาค กระบวนการแทรกปัจจัยเพิ่มเติมที่เรียกว่าเฟสลงในฟังก์ชันคลื่น
ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้สร้างอุปกรณ์ที่ทุกคนเดินทางภายในเลเยอร์ 2 มิติตามเส้นทางที่แยกออกเป็นสองส่วน เส้นทางหนึ่งวนรอบคนอื่นๆ ที่ศูนย์กลางของอุปกรณ์ เช่น เด็กกำลังเล่นเป็ด เป็ด ห่าน กับเพื่อนฝูง ขณะที่อีกเส้นทางหนึ่งใช้เส้นทางตรง ทั้งสองเส้นทางกลับมารวมกันอีกครั้งและนักวิจัยได้วัดกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้น
ระยะพิเศษที่ได้มาจากการเดินป่ารอบ ๆ อุปกรณ์จะเปลี่ยนแปลงวิธีการรบกวนเมื่อเส้นทางกลับมารวมกันอีกครั้งและส่งผลต่อกระแส ดังนั้น นักวิจัยจึงปรับแรงดันไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กบนอุปกรณ์ ซึ่งเปลี่ยนจำนวนของใครก็ตามที่อยู่ตรงกลางของลูป เช่น เป็ด เป็ด ห่านกับกลุ่มเพื่อนเล่นที่ใหญ่ขึ้นหรือเล็กลง เมื่อมีการลบหรือเพิ่มสิ่งใด ๆ นั่นเปลี่ยนเฟสทำให้เกิดการกระโดดที่แตกต่างกันในกระแส
การดูเอฟเฟกต์นั้นต้องใช้วัสดุที่เป็นชั้นที่ปรับแต่งอย่างประณีตเพื่อคัดกรองเอฟเฟกต์อื่นๆ ที่จะบดบังสิ่งเหล่านั้น นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Chetan Nayak จาก Microsoft Quantum และ University of California, Santa Barbara กล่าวว่า “มันเป็นหนึ่งในสิ่งที่ซับซ้อนและซับซ้อนกว่าที่เคยเกิดขึ้นมาในฟิสิกส์ทดลอง
ผลงานก่อนหน้านี้ได้เปิดเผยสัญญาณที่ชัดเจนของทุกคนแล้ว
ตัวอย่างเช่น นักฟิสิกส์ Gwendal Fève และเพื่อนร่วมงานมองว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อquasiparticles ชนกัน ( SN: 4/9/20 ) การศึกษาทั้งสองนี้ร่วมกันสร้าง “ข้อพิสูจน์ที่หนักแน่นอย่างยิ่งต่อการมีอยู่ของทุกคน” Fève จาก Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure ในปารีสกล่าว
เช่นเดียวกับงานของFève การศึกษาใหม่มุ่งเน้นไปที่คลาสย่อยของ quasiparticles ที่เรียกว่า abelian anyon แม้ว่า quasiparticles เหล่านั้นจะยังไม่พบการใช้งานจริง นักฟิสิกส์บางคนหวังว่าสิ่งที่เกี่ยวข้องที่ไม่ใช่แบบ abelian จะเป็นประโยชน์สำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แข็งแกร่งกว่าเครื่องที่มีแนวโน้มผิดพลาด ในปัจจุบัน ( SN: 6/22/20 )
หลังจากทำงานในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์มาหลายสิบปี วิลกินส์ก็ได้เป็นศาสตราจารย์ที่ Howard University ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. ในปี 1970 ซึ่งเขาได้ช่วยสร้างปริญญาเอกสาขาคณิตศาสตร์ขึ้นเป็นครั้งแรก โปรแกรมที่มหาวิทยาลัยแบล็กในอดีต ในปี 1990 เขาเข้าร่วม Clark Atlanta University ในจอร์เจีย เขาเสียชีวิตในปี 2554 เมื่ออายุ 87 ปี
แม้ว่าเขาจะมุ่งเน้นไปที่ฟิสิกส์นิวเคลียร์ วิลกินส์มีความอยากรู้อยากเห็นที่หลากหลายและจัดการกับคำถามทางคณิตศาสตร์ที่หลากหลาย เขายังจัดการหัวข้อเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ ในช่วงต้นอาชีพของเขา เขาออกแบบเลนส์สำหรับกล้องจุลทรรศน์และอุปกรณ์อื่นๆ เขายังศึกษาคณิตศาสตร์ของการพนันด้วยบทความเรื่อง “The Bold Strategy in Presence of House Limit” ซึ่งเขานำเสนออย่างเหมาะสมในลาสเวกัสในการประชุม American Mathematical Society ปี 1972
“เมื่อคุณมีพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ … สิ่งที่คุณพบก็คือคณิตศาสตร์เดียวกัน โครงสร้างเดียวกัน ปรากฏในที่ต่างๆ มากมาย” มิคเกนส์กล่าว “ไม่น่าแปลกใจที่เขาสนใจและมีความเชี่ยวชาญในด้านต่างๆ มากมาย” บาคาร่า
