Математики довели існування квантових частинок, в які не вірили фізики

Відомий фізик Річард Фейнман колись сказав, що "фізика для математики — це те саме, що для сексу мастурбація". Важко сказати, який саме сенс він вкладав у ці слова, але, мабуть, він мав на увазі, що математика часто веселіша, ефективніша та краща для досягнення бажаного результату, якщо доводиться працювати за межами обмежень реального світу.

• Космічний телескоп "Хаббл" показав ділянку неба в сузір’ї Гідри

Деталі

Наприклад: фізика традиційно говорить нам, що всі частинки можна класифікувати за одним із двох типів, бозони або ферміони, залежно від їхніх властивостей і поведінки. Проте математики у новому дослідженні довели, що поділ не такий простий. Доцент кафедри фізики та астрономії в Університеті Райса та співавтор дослідження Каден Хаззард заявив, що він з колегами у новій праці визначили, що можливі нові типи частинок, про які ми раніше не знали.

Насправді це не перший раз, коли припускають існування таких "парастатистичних частинок" або "парачастинок", як їх скорочено називають. Ця теорія виникла ще на світанку квантової фізики. На жаль, ця ідея виявилася недієздатною. Річ не у тому, що парачастинок не існувало чи не могло існувати, скоріше, проблема полягала в тому, що не було значення, існували вони чи ні. Вважалось, що за певних припущень будь-яка теорія парачастинок фізично не відрізняється від теорій звичайних ферміонів і бозонів. Це позбавило необхідності розглядати теорії парачастинок, оскільки вони дають точно такі ж фізичні передбачення, як теорії звичайних частинок.

Але коли Хаззард і його колеги розглянули проблему через математичну призму, вони не тільки виявили, що нетривіальні парачастинки можуть існувати, але й з’ясували, де вони можуть з’являтися в природі – наприклад, у магнітному потоці. За словами вченого, елементарні частинки не лише є фундаментальними речима, але й важливі для опису матеріалів.

Як і можна було очікувати, ці парачастинки поводяться дивно, навіть з погляду квантової фізики. У новому дослідженні зазначено: "Їхню статистику обміну можна фізично спостерігати, і вона помітно відрізняється від ферміонів і бозонів". Це "демонструє можливість нового типу квазічастинок у системах конденсованих речовин і потенціал для раніше не розглянутих типів елементарних частинок".

Поки навіть вчені не можуть сказати, що означає існування цих частинок й потрібні додаткові теоретичні дослідження, щоб почати практичні експерименти з пошуку цих частинок.

Раніше команда дослідників, вивчаючи групову поведінку мурах, виявила, що за правильних обставин мурахи можуть перевершити людей у ​​колективних завданнях з вирішення певних проблем.