非常に低い温度で観察される現象である超伝導は、特定の材料の電気抵抗の損失を伴い、電気が自由に流れることができます。従来の超伝導体では、この動作は、クーパーペアとして知られるペアを形成する電子の集合的な動きのために発生します。ただし、CCQチームの研究は、非アベルアニオンと呼ばれる基本粒子のシステムで同様の挙動を明らかにしています。
非アベルのアニオンは、ボソンやフェルミオンの馴染みのある統計とは異なるエキゾチックな統計に従う粒子です。これらの粒子は自然には見られませんが、特定の材料の潜在的な準粒子として、および特定の理論モデルの基本的な構成要素として提案されています。
強力なコンピューターシミュレーションを使用して、研究者は、2次元格子構造における非abelian Anyonsの挙動を調査しました。彼らは、特定の条件下で、これらの粒子が超伝導に似た状態を示す可能性があることを発見しました。この「Anyon Superconductor」では、粒子は、従来の超伝導体の電子のように、個々のアイデンティティを効果的に失い、一斉に移動する集合状態に凝縮します。
この顕著な行動は、非アベルのアニオンの固有のトポロジカル特性に由来しています。従来の粒子とは異なり、Anyonsは、アイデンティティを変更せずに削除することはできないトポロジカル電荷を運びます。このトポロジカル電荷は、粒子間の長距離相互作用につながり、シミュレーションで観察される集合的な行動をもたらします。
「Anyon Superconductivity」の発見は、トポロジー特性と量子多体物理学の間の相互作用を調査するための新しい道を開きます。この研究はまた、型にはまらない物質の状態のより広い理解に貢献し、特定のエキゾチックな材料の行動に関する洞察を提供する可能性があります。
非アベルのアニョンはまだ実験で直接観察されていませんが、CCQチームの理論的発見は、トポロジカル量子現象のさらなる調査を動機付け、そのような粒子を宿す可能性のある材料を探すケースを強化します。
