El mundo cuántico está lleno de sorpresas: si intercambias dos electrones, su función de onda conjunta solo cambia de signo, y si intercambias dos fotones, no ocurre nada en absoluto. Pero hay partículas que al intercambiarse se comportan de manera muy distinta: como si recordaran que han sido intercambiadas. Estas partículas se llaman anyones y solo son posibles en el mundo bidimensional.
En el nuevo trabajo, los físicos estudiaron el estado con efecto Hall cuántico fraccionario en el factor de llenado 5/2. Se cree que en este estado deben existir anyones no abelianos. Los anyones ordinarios (abelianos) al intercambiarse añaden simplemente una fase a la función de onda, como si dos hilos al trenzar una trenza simplemente se retorcieran. Pero los anyones no abelianos, al intercambiarse, transforman todo el estado del sistema: como si el patrón final dependiera del orden en que se cruzan los hilos de la trenza.
Los experimentalistas utilizaron un truco ingenioso: midieron el ruido de corriente en una división débil de un canal de borde unidimensional muy diluido. Este ruido surge del paso o reflexión aleatoria de las cuasipartículas. Resultó que el ruido del canal cargado "inferior" corresponde a anyones abelianos, mientras que el ruido del canal neutro "superior" corresponde a anyones no abelianos. Los cálculos para el orden topológico "particle-hole Pfaffian" coincidieron con las mediciones.
Esta es la primera vez que se ha logrado observar el trenzado no abeliano en un experimento. Anteriormente, los físicos ya habían demostrado el trenzado abeliano en el factor 1/3, y ahora han dado un paso hacia estados más exóticos. Estas cuasipartículas podrían convertirse en la base de computadoras cuánticas topológicas, donde la información se almacena en "patrones de trenzado" y, por tanto, sufre menos por el ruido.
Los anyones solo pueden existir en el mundo bidimensional. En nuestro espacio tridimensional, el intercambio de dos partículas siempre produce un cambio de signo (fermiones) o nada (bosones), mientras que en el mundo plano son posibles opciones intermedias.
La idea de usar el trenzado de anyones para la computación cuántica recuerda a las tramas sobre computadoras topológicas de la ciencia ficción, donde la información está escrita en nudos y trenzas, no en bits.