دانشمندان دانشگاه رایس و موسسه ماکس پلانک برای اپتیک کوانتومی، چارچوب نظری جدیدی برای پدیدهای به نام «پاراپارتیکل» ارائه کردهاند. پاراپارتیکلها موجوداتی هستند که با قوانین پاراآمار تعریف میشوند و در دستهبندی سنتی فرمیونها و بوزونها قرار نمیگیرند.
به گزارش کوانتوم اینسایدر، این پژوهش نشان میدهد که پاراپارتیکلها بهعنوان تحریکات شبهذرهای در مدلهای خاص اسپین کوانتومی ظاهر میشوند و ویژگیهای ترمودینامیکی منحصربهفردی دارند. همچنین، آنها اصول جدیدی از استثناهای آماری ارائه میدهند که باعث گسترش درک ما از فیزیک ذرات میشود.
یکی از کاربردهای مهم این کشف، استفاده از پاراپارتیکلها در بهبود روشهای تصحیح خطای کوانتومی است. این روشها برای مقابله با شکنندگی حالتهای کوانتومی در محیطهای پر نویز و افزایش قابلیت اطمینان در محاسبات کوانتومی بسیار اهمیت دارند.
اگرچه این تحقیق پایه نظری قویای برای وجود پاراپارتیکلها ارائه کرده است، اما هنوز تأیید تجربی آنها چالشی بزرگ باقی مانده است. پژوهشهای آینده احتمالاً بر روی سیستمهای ماده چگال، مواد توپولوژیکی و تنظیمات اتمی ریدبرگ تمرکز خواهند کرد تا وجود این ذرات را به صورت عملی بررسی کنند.
براساس این مطالعه که در مجله Nature منتشر شده، پاراپارتیکلها قوانین آماری جدیدی را معرفی کردهاند که با دستهبندیهای متعارف فرمیونها و بوزونها تفاوت دارند. برخلاف «آنیونها» که در سیستمهای دوبعدی وجود دارند، پاراپارتیکلها بهطور نظری میتوانند در ابعاد بالاتر نیز پدیدار شوند.
محققان همچنین با طراحی مدلهای قابل حل در سیستمهای اسپین کوانتومی یکبعدی و دوبعدی، نشان دادهاند که پاراپارتیکلها میتوانند بهعنوان شبهذرات جدید در سیستمهای ماده چگال ظاهر شوند. این موضوع میتواند منجر به کشف فازهای ماده عجیب و کاربردهای گسترده در فناوریهای کوانتومی شود.
از سوی دیگر، این پژوهش نشان داده که رایانههای کوانتومی میتوانند بهعنوان بستری برای ایجاد یا مشاهده پاراپارتیکلها عمل کنند. این ارتباط متقابل بین پاراپارتیکلها و ابزارهای کشف آنها، رویکردی جدید در فیزیک کوانتومی ارائه میدهد.
این پژوهش که توسط دانشمندان دانشگاه رایس و موسسه ماکس پلانک انجام شده است، گامی مهم در بازنگری مفاهیم اساسی فیزیک ذرات محسوب میشود و میتواند در آینده به توسعه علم مواد، مکانیک کوانتومی و محاسبات کوانتومی کمک کند.
انتهای پیام/