Квантната физика долго време ги дели честичките во две големи групи: бозони и фермиони. Бозоните, како фотоните, можат да се собираат во иста квантна состојба, додека фермионите, како електроните, протоните и неутроните, не го прават тоа. Оваа разлика е една од причините зошто материјата има стабилна структура и зошто периодниот систем е толку разновиден.
Но таа едноставна поделба не мора да важи во системи со помал број димензии. Истражувачи од Окинавскиот институт за наука и технологија и Универзитетот во Оклахома во две теоретски студии објавени во Physical Review A покажуваат дека честички со „меѓуоднесување“, познати како ејниони, може да постојат и во еднодимензионални квантни системи.
Ејнионите не се однесуваат ниту како типични бозони ниту како типични фермиони. Клучот е во тоа што квантните честички од ист вид се неразличливи: ако две идентични честички си ги заменат местата, системот мора да остане физички ист во однос на мерливите својства. Во три димензии тоа води само до две можности, што одговараат на бозони и фермиони.
Во пониски димензии, сепак, патеките по кои честичките се „разменуваат“ имаат поинаква топологија. Во дводимензионални системи ваквите патеки можат да се испреплетуваат на начин што не може едноставно да се поништи, што отвора простор за ејниони. Такви необични квантни состојби веќе беа експериментално забележани во специјални дводимензионални материјали под екстремни услови.
Новата работа оди чекор понатаму: таа покажува како слична физика може да се јави и во една димензија. Таму честичките не можат да се заобиколат една со друга, туку мора да поминат директно една низ друга. Според моделите на истражувачите, токму јачината на нивните краткодометни заемодејства може да го одреди начинот на кој тие се разменуваат.
Ова е важно затоа што таквото однесување би било подесливо. Ако експериментаторите можат да ја контролираат интеракцијата меѓу ултраладни атоми во еднодимензионален систем, би можеле да ја менуваат и статистиката на ејнионите. Тоа би создало платформа за тестирање на квантни правила кои досега биле главно теоретски.
Истражувачите наведуваат дека потребните експериментални техники веќе постојат во лабораториите што работат со ултраладни атомски системи. Следниот предизвик е да се измери очекуваниот потпис на овие честички, особено преку нивната распределба на импулсот.
Иако ова не значи дека е откриена нова елементарна честичка во секојдневната материја, резултатот е значаен за разбирањето на квантните системи. Тој покажува дека правилата за честичките зависат од геометријата, димензионалноста и интеракциите, а не само од нивниот идентитет.
