در فضاي سه بعدي، ذرات کوانتومی یا بوزون‌اند یا فرمیون؛ اما چند دهه قبل، نظریه‌پردازها پیش‌بینی کردند که گروه دیگری از ذرات، به‌نام آنیون‌ها می‌توانند در شرایط خاصی از جهان دو بعدی وجود داشته باشند. قوی‌ترین حریف‌های آنیون‌ها، حالت‌های الکترونی کوانتومي هال کسری هستند که زمانی ایجاد می‌شوند که میدان مغناطیسی قوی در لایه‌ای دو بعدی از الکترون‌ها نفوذ کند؛ اما آزمایش‌هایی که برای نشان دادن این اثر به کار رفته‌اند، هم‌چنان نیاز به توضیح دارند. گابریل کامپاگنانو و هم‌کاران از موسسه‌ی علوم Weizmann، در Physical Review Letters آزمایشی برای آنیون‌ها پیش‌نهاد داده‌اند.

کامپاگنون و هم‌کاران، Phys. Rev. Lett. 2012

آن‌چه که آنیون‌ها را از بوزون‌ها و فرمیون‌ها متمایز می‌کند، آمار کوانتومی‌شان است: تابع‌موج‌هایی که بوزون‌ها و فرمیون‌های چندتایی را توصیف می‌کنند، در تعویض دو ذره، به ترتیب فاکتورهای ۱ و ۱- می‌گیرند؛ اما این فاکتور برای آنیون‌ها بین ۱ و ۱- قرار می‌گیرد.
برای دیدن آثار خاص تعویض، کامپاگنو و هم‌کاران، به تغییری در تداخل‌سنج هانبوری براون و توییس (HBT) که در آن دو آشکارساز رسیدن ذرات فرستاده شده از دو منبع غیرهم‌دوس را ثبت می‌کنند، می‌اندیشند. مانند هر تداخل‌سنجی کوانتومی، HBT نیز به هر مسیری که دو ذره تا آشکارساز می‌توانند طی کنند مانند مواردی که مکان‌ها با هم معاوضه شده‌اند(تعویض)، حساس است.
کامپاگنو و هم‌کاران، به چیدمانی خاص از منبع‌ها و آشکارسازها می‌اندشند که مانند ابزار بررسی اثر کوانتومی کسری هال قرار گرفته‌اند؛ و تمام خروجی‌های ممکن در آشکارسازها را جدول‌بندی می‌کنند تا نشان دهند که می‌توان از هم‌دوسی آشکارسازها برای شناسایی حالت آنیون‌ها استفاده کرد. 

این ابزار قابلیت این را دارد که برای مطالعه‌ی آنیون‌های غیرآبلی -گروهی از آنیون‌ها که برای محاسبات کوانتومی بسیار مناسب‌اند- سازگار شود.

منبع:

http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.109.106802

مرجع:

Phys. Rev. Lett. 109, 106802 -2012

تداخل‌سنج هانبوری براون-توییس برای آنیون‌ها

گابریل کامپاگنو، اودد زیلبربرگ، ایگور و. گورنیی، دیمیتری ا. فلدمن، اندرو س. پاتر و یووان گفن