Bosons et fermions sont toutes les particules (de la subatomique à l'atome lui-même) peuvent être classés en deux particules différentes, dans la plupart des cas étaient très différents. Bien que bosons identiques « comme » ensemble, mais fermions identiques sont souvent « aversion » ensemble. Cependant, dans une dimension (le long d'une ligne droite ne peut imaginer le mouvement des particules) bosons peuvent devenir aussi isolé comme fermions, de sorte que deux particules occupent la même position. Maintenant, la nouvelle recherche suggère la même chose (bosons se comportent comme fermions) peuvent également se produire.
Cette découverte ajoute à notre compréhension de base des systèmes quantiques, et peut fournir des informations pour le développement éventuel de dispositifs quantiques. professeur émérite de physique à l'Université Penn State, l'un des leaders de l'équipe de recherche David Weiss a déclaré: toutes les particules dans la nature sont de deux types, en fonction de leur « spin », qui est une des propriétés quantiques, il n'y a pas d'analogie réelle dans la physique classique. boson de spin entier entier peut partager le même état quantique, et les fermions de spin demi-entier non.
Icône: Les chercheurs utilisant un tel équipement pour créer une série d'une dimension gaz refroidi super-composé d'atomes.
Lorsque la particule est suffisamment froid ou suffisamment dense, le comportement des bosons et fermions est complètement différent, bosons « est formée Bose - Einstein Condensat », rassemblés dans le même état quantique. D'autre part, un par un fermions remplir dans l'état disponible, un soi-disant «Fei Mihai. Des chercheurs de la Pennsylvania State University ont maintenant prouvé: Lorsque l'expansion du boson dans une dimension (ligne atomique est prolongée pour permettre plus) peut former un « Feimi Hai », les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue « Science » sur.
Professeur de physique à l'Université Penn State, un autre chef de l'équipe de Li Geer Marcos (Marcos Rigol) a dit: « fermions identiques ne aiment pas » ensemble, nous ne pouvons pas avoir plus de fermions en un seul endroit , alors quand ils sont très froids, ils ne le font pas Interact. Et quand les multi-bosons peut dans la même position, mais leur interaction est très forte, ce qui dans l'énergie devient trop élevée. Ainsi, quand ils sont limités dans une dimension, la répartition spatiale des bosons, peut ressembler à cela ne fermions pas interagi.
En 2004, l'équipe de recherche de David a prouvé ce phénomène, qui est dans les années 1960 théoriquement prédites. Même si les propriétés spatiales de l'interaction forte de bosons et fermions non-interaction dans une même dimension, les bosons peuvent encore avoir la même vitesse que l'autre, mais ne peut pas fermions, qui est due aux propriétés fondamentales des particules. Un chef d'équipe de recherche David Weiss a déclaré: En 2005, Marcos était encore étudiant de deuxième cycle lorsque l'expansion prévue de bosons forte interaction dans l'espace à une dimension:
Illustré: une forte expansion de dimension d'interaction, la distribution de vitesse du gaz piégé l'évolution des bosons, le premier pic « boson » Distribution (ligne violette) est modifiée progressivement à la distribution « fermions » (ligne rouge foncé), la finale en forme de Fei Mihai même, la même chose se caractériser le piège initial de fermions.
Leur distribution de vitesse sera formé Fei Mihai, travailler pour montrer ce phénomène incroyable avec lui, j'étais très excité. L'équipe de réseau optique utilisé pour créer une série de gaz à une dimension par les atomes ultrafroids de bosons ( « gaz de Bose ») constitué de, par capture laser des atomes de réseau optique. Dans le système de piège optique est en équilibre, une forte interaction gaz Bose ayant une fermions de distribution spatiale similaire, mais en ayant une distribution de vitesse de bosons, lorsque le piégeage de la lumière fermer certains chercheurs, l'expansion des atomes dans une dimension.
Dans ce processus d'expansion, les bosons au profil vitesse de transition en douceur identique au profil de vitesse fermions, les chercheurs peuvent être suivis à cette transition se produit. Super Dynamique de réseau optique de gaz froid est la source de nombreux nouveaux phénomènes fascinants, ces phénomènes jusqu'à ces dernières années a commencé il à explorer. Par exemple, après que l'équipe de Dave trouvé en 2006 que dans le gaz Bose a connu une dynamique unidimensionnelle, comme chose universelle de la température, et pas bien définie.
L'équipe de recherche trouvera un lien avec une belle propriétés mathématiques sous-jacentes modèle théorique décrit des expériences ensemble, appelé « intégrabilité ». Intégrabilité joue un rôle central dans l'étude de la dynamique de Fermi nouveau phénomène observé, puisque le système est « intégrable », les chercheurs peuvent en apprendre davantage à ce sujet en détail. En étudiant le comportement de ces dynamiques de gaz unidimensionnelle, les espoirs de l'équipe de recherche pour résoudre un large éventail de problèmes en physique.
Au cours du demi siècle, beaucoup de caractère universel du système quantique d'équilibre a été élucidé, déterminer le comportement général des systèmes dynamiques devient plus difficile. En comprenant comment la dynamique des gaz à une dimension, puis réduire progressivement le gaz peut accumuler, les espoirs de l'équipe de recherche afin de déterminer la dynamique des principes généraux des systèmes quantiques. Cinétique d'interaction du système quantique est une partie importante de la physique de base, leur pertinence dans l'art se développe également. Comme bon nombre des dispositifs actuels et proposés sont basés sur ces principes quantiques, un simulateur informatique quantique et comprend un quantum.
Si vous demandez à l'un des théoriciens dans le domaine il y a une dizaine d'années, dans notre vie, nous verrons cette chose? Ils disaient « impossible », mais ont maintenant la possibilité d'expérimenter, le développement de la recherche scientifique, est très difficile à prévoir, il peut avoir demain une découverte de percée inattendue!
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