Квантовый газ нарушает правила учебников экспресс

Оригинал: "Observation of anyonic thermodynamics and generalized Pauli principle"
arXiv:2606.19009 · 2026-06-17 · CC BY 4.0 · 1 мин
Физики впервые напрямую измерили «неправильную» термодинамику частиц, которые не хотят быть ни вместе, ни порознь.

Учебники делят частицы на два лагеря: бозоны любят толпиться в одном состоянии, фермионы — категорически нет. Но природа допускает и третий вариант. Энионы — квазичастицы, чьё поведение лежит где-то посередине. Они могут «помнить» о том, как их меняли местами, и подчиняться нестандартному запрету на соседство.

Раньше энионы с необычной памятью уже наблюдали в экспериментах. Но их тепловые повадки — как они заполняют уровни энергии и переносят тепло — оставались загадкой.

Группа физиков взяла одномерный квантовый газ из сильно взаимодействующих атомов и превратила его в энионный термодинамический ансамбль. В одном измерении динамическое взаимодействие между частицами можно пересчитать в статистическое — это известная математическая хитрость. Меняя силу отталкивания и температуру, авторы снимали уравнение состояния газа. Графики показали явные отступления от статистик Бозе–Эйнштейна и Ферми–Дирака.

Эти отступления в точности легли на кривые обобщённой статистики исключения — того самого расширенного принципа Паули. Дополнительные замеры давления и контакта Тана подтвердили картину. В руках учёных оказалась платформа, где статистику частиц можно настраивать поворотом ручки.

Одномерный мир гораздо дружелюбнее к энионам: в двух или трёх измерениях создать такую настраиваемую статистику взаимодействием намного сложнее.

Учёные
Satyendra Nath BoseAlbert EinsteinWolfgang PauliJohn BardeenAndrey Markov
Понятия
энион статистика Ферми — Дирака квантовая статистика принцип Паули неабелевы анионы фермион статистическая сумма топологические квантовые вычисления ансамблевое среднее обменное взаимодействие бозон теорема о связи спина и статистики тепловое состояние уравнение Больцмана плетение температура постоянная Больцмана эффективность криогенная температура нулевое начало термодинамики