科学家在亚原子领域发现了新的粒子

物理学家长期以来将宇宙中最基本的组成部分归类为两类：一类由费米子组成，包括电子、质子和中子等物质粒子。另一类包含玻色子（其中包括与光子等力相关的粒子和希格斯粒子。这两个家族在“自旋”值和同时占据相同位置的数量上有所不同。

最新的研究发现，除了这两组粒子之外，可能还存在一种全新的准粒子类别，称为准粒子。经过几十年的研究，在玻色子和费米子理论的同时，科学家发现了第三种可能的方法。

物理学家只在一维和二维数学模型中探索了这些拟议的粒子，但没有铁的理由否定它们在三维世界中的存在。

卡登·哈泽德博士在莱斯大学的卡登·哈泽德博士和他的同事、现在在马克斯·普朗克量子光学研究所的王志远，进行了深入的分析，以挑战不存在其他粒子类型的假设。

准粒子

粒子可能不是仅有的基本东西，研究报告强调了对准粒子的关注，准粒子有效地描述了规则粒子群在相互作用时的行为。

准粒子不是物质的原始构建块。相反，它们表现为一个更大系统中的模式或扰动。

哈扎德和王使用先进的代数方法来处理这些紧密环境中粒子的交换。

他们的计算表明，准粒子在交换位置时可能会发展出与费米子或玻色子不同的规则 。

哈扎德确定了以前从未听说过的新型粒子是可能的，这一理论颠覆了长期以来认为准粒子总是属于相同旧类别的观点。

为什么准粒子很重要？

人们可能会想知道，这些假设的粒子是否在现实世界中有任何用途。近年来，一种被称为任何子的准粒子激发了研究人员探索量子计算机。原因是，任何子可以以更加稳定的方式帮助存储和处理信息。

准粒子可能提供同样有用的东西，甚至可能更不寻常。没有人确定准粒子理论能走多远。这是一项跨学科的研究，涉及理论物理学和数学的多个领域。

使用的各种方法（如李代数、霍普夫代数和群论）表明，研究人员有效地将数学思维与物理现实联系起来。

在日常生活中会出现副粒子吗？

大多数突破性粒子物理学或凝聚态物质不会在通常现实中出现。这些副粒子可能只在非常特殊的情况下出现。

目前，研究表明它们在一维和二维空间中出现，比如在严格控制的实验中，或者在奇异的物质状态中。目前尚不清楚自然界会多频繁地产生这些奇怪的实体，但未来测试的大门是敞开的。

几十年来，物理研究者一直在怀疑我们是否遗漏了粒子动物园中的一些东西。现在，新的模型表明，事情可能比人们想象的要复杂得多。

研究团队的新方法仍处于早期阶段。它表明凝聚态系统可以承载类粒子般的激发，这意味着科学家们有一个可以开始搜索的地方。

努力确定准粒子粒子的特征可能有助于确认它们不仅仅是简单的数学谜题。这些想法还可能引发一波对从未完全符合现有理论的奇异物质相的研究浪潮。

如果副粒子潜伏在任何地方，它们可能会丰富我们对世界为什么是现在这个样子的深刻理解。

接下来会发生什么？

研究人员下一步可能会尝试在先进的实验室中提出实验，揭示准粒子效应。他们是否能创造出这些新的准粒子，或在材料中自然地看到它们，还有待观察。

即使是关于副粒子真实存在的微小暗示，也会给科学家一个机会来探索以前看似不存在的现象。

目前，这个概念是可能性的数学证明。它挑战了玻色子和费米子是唯一选择这一假设，并为更多的惊人发现留下了余地。

这种可能性感足以让许多科学家认识到，现在看似纯理论的东西有时会带来重大的飞跃。

这项研究最近发表在权威的《自然》期刊上