Mit winzigem Anionen-Collider beobachtete Anionenbeweise

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Ein Forscherteam der Sorbonne-Universität und der Université de Paris hat Beobachtungen eines Quasiteilchens namens Anion gemeldet.

In ihrer in der Zeitschrift Science veröffentlichten Arbeit beschreibt das Team den winzigen Anionen-Collider, den sie im Labor gebaut haben.

Dmitri Feldman hat zusammen mit der Brown University in der gleichen Ausgabe der Zeitschrift ein Perspective piece über die Arbeit veröffentlicht.Wie Feldman anmerkt, theoretisiert das Standardmodell der Teilchenphysik, dass es zwei Arten von Elementarteilchen gibt – Bosonen und Fermionen.

Aber wie er auch anmerkt, beschreibt das Standardmodell die Physik in drei Dimensionen mit Teilchen auf ihren höchsten Energieniveaus.

Das lässt etwas Spielraum für die Existenz anderer Arten von Quasiteilchen, die nur in zwei Dimensionen existieren.

Ein solches vorgeschlagenes 2-D-Quasiteilchen ist das Anion – es ist weder ein Fermion noch ein Boson.

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Und die Theorie hat vorgeschlagen, dass ihre Ladung geringer sein kann als die eines Elektrons, was sie zum kleinsten vorgeschlagenen geladenen Quasiteilchen macht.

Und sie verhalten sich auf eine bestimmte Art und Weise anders als Fermionen oder Bosonen.

Fermionen gehen einander aus dem Weg, und Bosonen können Gruppen bilden – im Gegensatz dazu wurde vorhergesagt, dass alle irgendwo zwischen anziehend und abstoßend wechselwirken.

Und es war diese Eigenschaft, die im Mittelpunkt der Arbeit des Teams in Frankreich stand.Die Arbeit beinhaltete die Herstellung eines sehr winzigen 2-D-Anyon-Colliders – so klein, dass sie ein Elektronenmikroskop benutzen mussten, um das Geschehen in seinem Inneren zu beobachten.

Der Collider bestand aus einer 2-D-Ebene, die zwischen ein anderes Schichtmaterial gesetzt wurde.

Genauer gesagt befand sich im Collider eine Quanten-Hall-Flüssigkeit, die in einem starken Magnetfeld gehalten wurde.

Elektrische Ladungen wurden entlang der Quelltunnel zu Quantenpunktkontakten geleitet.

Die Anionenströme wurden so gelenkt, dass sie in der Mitte des Kollisionskörpers kollidierten und dann auf einem der beiden vorgesehenen Wege austraten.

In einem solchen Gerät würden die Fermionen den Collider über getrennte Wege verlassen, während die Bosonen als Klumpen austreten würden.

Die Forscher….

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