Wie sich Anyonen nachweisen ließen

Forscherteam leistet Vorarbeit für experimentelle Umsetzung

München - Achtung auf das -y-: Anionen sind negativ geladene Ionen, Anyonen hingegen von der Quantenphysik postulierte Quasiteilchen, die bislang in der Natur noch nicht nachgewiesen werden konnten. Doch die Suche nach ihnen läuft.

Die Quantenphysik kennt zwei fundamentale Teilchensorten: Zu den Bosonen gehören etwa die Photonen, während zu den Fermionen unter anderem die Protonen und Neutronen des Atomkerns gezählt werden. Bosonen und Fermionen unterscheiden sich grundlegend in ihrem Verhalten. Das wird in der sogenannten Quantenstatistik festgehalten, die auch für die Identifizierung der Teilchen herangezogen wird. Seit den 1980er Jahren aber wird eine dritte fundamentale Teilchensorte postuliert: Die Anyonen lägen demnach genau zwischen Bosonen und Fermionen. "Sie wären so etwas wie ein fehlendes Bindeglied zwischen den beiden bisher bekannten fundamentalen Teilchensorten", sagt Tassilo Keilmann von der Ludwig-Maximilians-Universität München. 

Vorarbeit

Unter Keilmanns Leitung ist nun ein internationales Team der Frage nachgegangen, ob sich Anyonen in einem realistischen Experiment künstlich erzeugen lassen. Die - rein theoretisch arbeitenden - Physiker entwickelten das Design für ein Experiment, bei dem herkömmliche Atome in sogenannten optischen Gittern eingefangen werden. Nach den Berechnungen sollten die Wechselwirkungen der Atome dann so manipuliert werden können, dass tatsächlich Anyonen entstehen und nachgewiesen werden können. Während Bosonen und Fermionen dank ihres konstanten Verhaltens jeweils nur einen festgelegten Wert in der Quantenstatistik aufweisen, wäre die exotische Quantenstatistik der Anyonen frei einstellbar und würde zwischen den "Endpunkten" der Bosonen und Fermionen interpolieren.

"Diese neuen Quantenteilchen könnten sich im Lichtgitter bewegen", sagt Keilmann. "Noch bedeutender aber ist, dass sie und damit auch ihre Quantenstatistik während des Experiments kontinuierlich veränderbar wären." Denkbar wäre dann etwa auch, in einem Test Bosonen kontinuierlich in Anyonen zu verwandeln, bis diese am Ende zu reinen Fermionen werden. Eine solche Verwandlung käme einem neuartigen "statistisch induzierten Quantenphasenübergang" gleich, so dass die Teilchen etwa für den Bau von Quantencomputern genutzt werden könnten, die herkömmlichen Rechnern weit überlegen sind. "Wir haben den Weg zum ersten Nachweis der Anyonen eröffnet", sagt Keilmann. "Experimentalphysiker sollen dies nun mit Hilfe bereits laufender Experimente in die Tat umsetzen."  (red)

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16 Postings

Na dann kann ich mir ja bald meinen Hamburger aus der Mikrowelle in der Küche per W-LAN ins Wohnzimmer holen.

Gilt nun für diese Anyonen eigentlich das Pauli-Verbot?

Weiß ist nicht. Ein St-Pauli-Verbot wäre angesichts der Minderjährigkeit der Teilchen aber wohl angemessen. Bis sie zu Bosonen herangereift sind, sollte man sie durch geeignete optische Gitter vom Rotlichtmilieu abschirmen.

Nun, nein.

Nur Fermionen gehorchen der Fermi–Dirac Statistik und damit dem Pauli´schen Ausschlussprinzip.

Anyonen sind - vereinfacht gesagt - etwas zwischen Fermionen und Bosonen.
Wichtig ist weiterhin, dass es sich um ein zweidimensionales (oder manchmal eindimensionales) Objekt handelt.

Ansonsten übersteigt eine weitere Abhandlung - unbenommen des Wissens Einzelner - die Kapazität dieses Forums bei weitem.

PS:bitte nicht den deutschen Wiki-Artikel lesen, der ist grottenschlecht. a-s-m hat weiter unten den Link zu en-Wiki gepostet.

Unter nachfolgender URL findet sich ein PDF-Dokument,,

in dem wiederum das Gegenteil behauptet wird:
http://www.bihler-online.de/mixed/pdf... nyonen.pdf

Zitat:

"Diese von ihm benannten Quasiteilchen können einen nicht-halbzahligen Spin besitzen und zeigen zudem
überraschende Zwitter-Eigenschaften: Zum einen gehorchen sie dem von den Fermionen
bekannten Pauli-Prinzip, zum anderen lassen sich auch für Bosonen typische Kontakt-
Wechselwirkungen8 beobachten."

Ich will Ihnen ja gern glauben, es steht nur eben bei verschiedenen Quellen unterschidliches zu lesen.
Außerdem sollen diese Anyonen ja nur in zweidimensionallen Räumen existieren, welcher
"Grad an Realität" kann ihnen somit zugebilligt werden?
Ich selbst habe Nachrichtentechnik studiert, sicher würde ich Jahre brauchen, mich da "einzulesen"

Hier...

...wäre eine aktuelle Arbeit aus 2011, die es sehr schön veranschaulicht.

http://arxiv.org/PS_cache/... 1166v1.pdf

Auch ihre Aussage ist richtig. Argumentativ ist es eben ein Problem.
Wieviel weiß ein Laie, was kann man ihm zumutun. Schon allein, dass alles in Dirac-Notation (Bra-Ket) dargestellt ist, überfordert 99,9% der Leser (und grafisch die Forum-Software ;-).

Man kann es aber vernünftig nur mathematisch darstellen. Und es ist auch da eine schwierige Materie.

Danke, jetzt haben Sie mich mit Lese-

und Denkstoff für Tage oder eher Wochen versorgt.
Sind Sie selbst Physiker und mit dieser Materie befaßt?

Ich...

...habe Theoretische Physik an der Uni Wien und am Imperial College London studiert.

<bra|ket>

schön

Laut englischer wiki:

"In space of three or more dimensions, particles are restricted to being fermions or bosons"

Ist es in 3D nun komliziert oder existieren sie gar nicht.

in 3D+ existieren sie nicht

Upps, war spät und hab mich etwas verlesen.

Ja,

aber nur von 8:00h bis 20:00h.

Wenn sie schon etwas weiter von den Fermionen weg sind, 8:00h - 18:30h.

;-)

anscheinend halten sich anyonen weder strikt an die bose-einstein- noch an die fermi-dirac-statistik, sondern einer, die dazwischen verläuft (was auch immer das genau bedeutet)

https://secure.wikimedia.org/wikipedia... In_physics

das ist leider alles, was ich auf die schnelle finden konnte...

gute Frage, werde ich einmal recherchieren

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