Najmanjši trkalnik

V naravi poznamo dve vrsti osnovnih delcev. Največ je fermionov, ki sestavljajo večino snovi in so samotarji v smislu, da vsak delec zasede eno mesto in drugim ne pusti blizu. Med te štejemo, denimo, elektrone. Druga sorta osnovnih delcev so bozoni, ki se, nasprotno, radi zbirajo ali kondenzirajo v isto kvantno stanje. Primera tega obnašanja sta Bose-Einsteinova kondenzacija atomskega plina ali superprevodno stanje.

Izkaže pa se, da to ni vse. Strokovnjaki verjamejo, da osnovni delci res spadajo v eno ali drugo izmed omenjenih družin, enako pa ne velja za ne-osnovne delce. Za tako imenovane kvazidelce tako ni posebnih omejitev, da bi bili drugačni, nekaj med fermioni in bozoni. Govorimo o enijonih - kakršnihkoli-onih.

Obetavna platforma za enijone so posebna stanja dvodimenzionalnega elektronskega plina, ki ga lahko ustvarimo na stiku dveh polprevodnikov: najpogosteje galija in arzena. V močnem magnetnem polju dvodimenzionalni elektronski plin tvori tako imenovana ulomljena stanja. Prvega izmed njih so opazili v eksperimentu že leta 1982, leta 1985 pa je postalo jasno, da ima kvazidelec v opazovanem stanju tretjino osnovnega naboja.

Ti kvazidelci naj bi bili tudi enijoni na tretjini poti med bozoni in fermioni, vendar v dosedanjih interferenčnih eksperimentih nihče ni uspel efekta ulomljene statistike prepričljivo ločiti od ostalih pojavov.

V novem članku, objavljenem v reviji Science, pa francoska skupina znanstvenic in znanstvenikov poroča o opazovanju drugačnega eksperimenta, ki je bolj podoben trkalniku kot interferometru. Zasnovo zanj so pred petimi leti predlagali Rosenow, Levkivskyi in Halperin, temelji pa na trkanju dveh enijonskih tokov na kvantnem kontaktnem stiku. Nov eksperiment je demonstriral, da so fluktuacije električnega toka, ki izhajajo iz tega kvantnega trkalnika, občutljive na tip udeleženih delcev. V ulomljenem stanju so bile tako fluktuacije značilno drugačne kot v normalnem stanju, v katerem so nosilci toka navadni fermioni.

Gre za prvo direktno meritev ulomljene statistike. Seveda gre tu za najbolj enostavno ulomljeno stanje, kjer so kvazidelci tretjine elektronov. Avtorji pa bodo najbrž lahko eksperiment ponovili tudi za druga, še bolj zanimiva ulomljena stanja.