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:: OSEL.CZ :: – 物理学者は、これまで不可能と考えられていたパラ粒子の存在の可能性を計算しました。

物理学者は、これまで不可能と考えられていたパラ粒子の存在の可能性を計算した 代数は芸術に非常に近いものです。クレジット: ライス大学。 量子力学がまだ初期段階にあった頃から、物理学者は本質的にすべての粒子はボ粒子とフェルミ粒子に分類できると信じていました。つまり、光子やグルーオンなどのボソンは整数のスピンを持ちますが、クォーク、ニュートリノ、電子などのフェルミ粒子は半整数のスピンを持ちます。他の可能性もありましたが、それらは暫定的に理論化されたにすぎませんでした。 ケイデンハザード。クレジット: Jeff Fitlow/ライス大学。 量子力学では、ボソンとフェルミ粒子をスピンだけでなく、同じ量子状態にある他の粒子が存在する場合にどのように動作するかによっても区別します。同じ量子状態のボソンは無限に蓄積することができますが、フェルミ粒子は同じ場所の特定の量子状態でしか存在できません。フェルミオンはパウリの排他原理の下で縮こまります。実際の結果としては、たとえば、原子の同じ軌道内には、それらが逆のスピンを持っている場合に限り、最大 2 つの電子が発生する可能性があります。 王志源。クレジット: Z. ワン 戦前から戦後にかけて、物理学者はボー粒子やフェルミ粒子以外の粒子が存在する可能性があるかどうかを研究しました。 1953 年に、パラ粒子を用いた量子理論が定式化されました。しかし 1970 年代に科学者たちは、これらは化けたボソンまたはフェルミ粒子にすぎないという結論に達しました。唯一の例外はエニオンで、最近発見されたように、2 次元でのみ、最終的には 1 次元空間でのみ意味をなすエキゾチックな粒子です。 ハザードとワンは非常に高度な数学を身につけているため、自分たちが何を言っているのかを知っているふりをすることさえ非常に困難です。彼らは、リー群とその表現に密接に関連するリー代数を使用しました。また、双代数であるホップ代数、つまり、数学者によると、その表現理論が特に美しいとされる、同時に単位結合代数および共結合結合代数であるホップ代数を使用しました。そして重要なのは、代数が抽象芸術に変わる、かわいいテンソル ネットの描画です。 2 人の物理学者が抽象的な代数計算を繰り返し、パラ粒子が現れるモデルを作成しました。彼らは、前述の数学的芸術作品を使用して、パラ粒子がボー粒子やフェルミ粒子と比較して「奇妙な」振る舞いをすることを実証しました。ハザード氏とワン氏はまた、当然のことながらまだ発見されていない素粒子が存在する可能性があることを示唆しています。 予想できる人はほとんどいなかったでしょうが、このような抽象的な数学的トリックでも、非常に実用的な用途が得られます。パラ粒子モデルは、パラ粒子を発見する実験につながるだけでなく、関連する物理現象のより深い理解に貢献することができます。また、これはまだ純粋な推測ですが、量子コンピューターや量子通信などで、anyons と一緒に使用できる可能性があります。物理学者にはやるべきことがたくさんあります。 ビデオ： ライス サイエンス カフェ: カデン ハザード氏とグイド パガーノ氏 文学 ライス大学 2025 年…