Görsel: Kuasi partikül (kuasi parçacık) örgü deneyi. a) Kuasi partikül değişiminin şematik gösterimi; kırmızı girdap biçiminde gösterilenler kuasi partiküllerdir ve kesik çizgiler ise yörüngeleridir. b) İnterferometrenin ters renkli SEM görüntüsü.
Purdue Üniversitesi’nde bulunan küçük bir araştırma ekibi, abelyan anyonlarının varlığına dair en güçlü kanıtları bulmuşlardır. Kuasi partiküllerin varlığını ortaya çıkarmak için tasarladıkları deneyleri açıklayan bir makale yazmışlardır ve geri dönütleri bekler iken arXiv’de yayımlamışlardır.
Anyonlar ne bozonlar ne de fermiyonlardır. Esasında anyonlar temel parçacık bile değildirler. Bu açıdan, iki boyutta da bulunan kuasi partiküller olarak sınıflandırılmaktadırlar. Teorik olarak, İki boyutlu malzeme tabakalarında bozulmalar olduğunda gözlemlenebilmektedirler. Teorik fizikçiler, 1970’lerin sonlarından beri var olduklarını belirtmişlerdir ve ancak 1980’lerin başında resmi olarak Frank Wilczek tarafından tanımlanmışlardır. Teoriye göre oluşturulan örgü bozonlardan veya fermiyonlardan farklı yapılardadır ve bir bozon ya da fermiyon kendi türünün başka bir bölgesine sürüklendi ise gerçekleşen olay gözlemlenememektedir. Ancak anyonlar dalga işlevselliğini değiştirebildiklerinden gözlemlenebilmektedirler. Deney, partiküllerin dalga fonksiyonuna bir başka fazın eklenmesi ile gerçekleştirilmektedir. Araştırmacılar böyle bir değişimin kanıtını gözlemlemelerini sağlayan yeni bir cihaz geliştirmişlerdir.
Ekibin geliştirdiği cihaz, 2 boyutlu bir yolda herhangi bir anyonun taşınması ve belirli bir noktada yolun ikiye ayrılması ile işlemi gerçekleştirmektedir. Yollardan biri, cihazın merkezinde bulunan başka bir anyonun etrafında dolaşmakta iken diğeri, iki yol yeniden birleştirilmeden önce doğrudan bir rota izlemektedir. Araştırmacılar, sıçramaları kayıt alan cihazdaki elektrik akımını ölçmüştür. Teoriye göre, bu tür sıçramalar herhangi bir anyon eklendiğinde ve daha sonra çıkarıldığında fazı değiştirdiğinden mevcut olacaktırlar. Sıçramaların kayıt olabilmesi için cihazda, elektriksel gürültüleri önleyecek filtreler kullanılmıştır. Ortaya çıkan ölçümler, kuasi parçacıkların varlığı için bugüne kadarki en güçlü kanıt olmuştur. Böylelikle hem varlıklarını hem de davranışlarını tanımlayan teoriler bu araştırma ile güçlenmektedirler. Ayrıca, daha sağlam kuantum bilgisayarlar geliştirmek adına anyonları kullanma olasılığını araştıran bazı araştırmacıların umutlarını da aydınlatmaktadırlar.
Makaleyi görüntülemek için “Anyonik örgü istatistiklerinin ν = 1/3 fraksiyonel kuantum Hall etkisinde doğrudan gözlemlenmesi” buraya tıklayın.
Kaynak: phys.org