Фермионы в бозоны, бозоны в фермионы

Физики-теоретики из Университета Цинциннати (UC) собираются сообщить о спорном открытии, которое, как они говорят, противоречит работе исследователей на протяжении многих десятилетий. Открытие касается традиционного подхода к бозонизации-дебозонизации. Для людей за пределами физических лабораторий, возможно, интересно будет узнать, что это может повлиять на прогнозы относительно будущего квантовых компьютеров, а также электронных устройств, поскольку они становятся меньше, быстрее и более продвинутыми.

Открытие предполагает, как решать проблемы в области сильных взаимодействий между частицами, которые должны работать в гармонии друг с другом, как для бозонов, так и для фермионов.

Для того, чтобы узнать, как эти частицы взаимодействуют друг с другом и, следовательно, улучшить высокотехнологичные устройства будущего, физики-теоретики делают расчеты, как превратить фермионы в бозоны, так называемую бозонизацию, или наоборот, найти формулы для дебозонизации. «Эта 'рефермионизация' подобна магии, потому что она может превратить изначально неразрешимые проблемы в точно разрешимые», - объясняет Найяна Шах (Nayana Shah), доцент в Университете Цинциннати.

Исследователи, однако, говорят, что они обнаружили, что некоторые решения с и без бозонизации не совпадают несмотря на то, что все должны были быть точным. Найяна Шах и Карлос Болех (Carlos Bolech), доцент из UC, сообщают, что проблема включает нарушение некоторых законов сохранения в процедуре бозонизации.

«Инновационная доработка позволила нам включить некоторые из недостающих звеньев в цепи бозонизации и дебозонизации и восстановить магию», - говорит Болех. Исследователи использовали свой новый формализм к тому, что в физическом мире называется неравновесной проблемой Кондо, которая может быть применена к взаимодействию электронов в наномасштабе.

«Каковы последствия для большой части прошлой работы, которая исследовала бозонизацию с 1990-х и более ранних версий? Многие результаты должны быть переработаны», - заключил Болех.

Найяна Шах и Карлос Болех