Parateilchen: eine neue teilchenklasse

Bislang Unterschied Die Physik Teilchen Zwischen Fermionen Und Bosonen, Jetzt Gibt is Hinweise AUF Eine Dritte Arte

UNSER WELT SCHINT AUF DEN ERSTEN BLICK ENORM KOMPLEX ZU SEIN. DOCH LAUT DEN GEREETZEN DER TEILCHENPHYSIK IST SIE STENG GEORNET. Demnach Gibt is Nur Zwei Klassen von Teilchen, Die Matieteilchen und Die Kraftteilchen. Aus Ersteren Setzt Sich Die Gesamte Bekante Material IM Weltall Zusammen. Hierzu Gehören Insbesendere Die Elektronen und Die Quarks, Aus Den Die Protonen und neutronen in Den Atomkernen Bestehen. Zu den Kraftteilchen Wiederum Zählen unter Anderem Die Lichtteilchen Oder Photonen. Doch nun Haben Die Zwei Physiker Zhiyuan Wang vom Max-Planck-Institut Für Quantenoptik in Garching und Kaden Hazzard von der Rice University in Houston Herausgefunden, Dass Noch Eine Dritte Teilchenklasse exist Kann: Die Sogenten Pararateilchen.

IM GENSATZ ZU HERKömllichen Fermionen Oder Bosonen Besitzen Parapartix Unterscheidet, Wie Etwa Der Farbe von Quarchs. Anders Als Bei Quarks änder sich der unnerehendant Cuantenzustand (Die Farbe) Ders Schlangenförmige Linien Dargestellten parapararotikel, Wenn Sie Ihre position Tauschen. Das Illustrrier Die Künstlerische Darstellung. Der Quantenzustand Wird Wiederyergestellt, Sobald Die Teilchen in Ihre Ursprünglichen position Zurückkehren. Bei den Gemusterten Flächen, Die Die Parrateilchen Durchqueren, Handelt is Sich Um Modellhafte Darstellung, Wie Pararateilchen Theoretisch Realisiert Werden.

© Kaden Hazzard, University of Rice

IM GENSATZ ZU HERKömllichen Fermionen Oder Bosonen Besitzen Parapartix Unterscheidet, Wie Etwa Der Farbe von Quarchs. Anders Als Bei Quarks änder sich der unnerehendant Cuantenzustand (Die Farbe) Ders Schlangenförmige Linien Dargestellten parapararotikel, Wenn Sie Ihre position Tauschen. Das Illustrrier Die Künstlerische Darstellung. Der Quantenzustand Wird Wiederyergestellt, Sobald Die Teilchen in Ihre Ursprünglichen position Zurückkehren. Bei den Gemusterten Flächen, Die Die Parrateilchen Durchqueren, Handelt is Sich Um Modellhafte Darstellung, Wie Pararateilchen Theoretisch Realisiert Werden.

© Kaden Hazzard, University of Rice

Die Beiden Teilchenklassen der Materie- Die Kraftteilchen Unterscheiden Sich auf einer fundament in theoretischen ebene dadurb, dass sie einer gegensätzlichen statistik gehorchen. „Die Materieteilchen Werden Auch Fermionen Genank Führt das Zur Stabilität der Materie, Sonst Würdde Alles in Sich Zusammenfallen.

Bei den Kraftteilchen Ist is Genau Umgekehrt: Sie Können Sich Creyorbig Zusammenball. Then Ist is Etwa Möglych, at Starken Laserpulen Eine Gigantische Zahl von Lichtteilchen Zu Konzentrieren. In Den 1950, Jahren Kam Nun Die Idee AUF, is Könne Auch Sogenante Pararateilchen Geben, Die Nochmal Andren Statistischen Reglan Gehorchen. „Doch Nach Einiger Zeit Stellte Sich Heraus, Dass Die Damals Ersonnen Parrateilchen Letztlich Nichts Weiter Als Eine Versteckte Kombination von Fermione und Bosonen Waren”, Erklärt Wang. Sich also Letztlich Nicht von den Bereits Bekanten Teilchenklassen.

Teilchen mit völlig neuen eigenschaften

Doch mit ihrer neuen theorie postulieren wang und beamzard nun eine teilchenklasse, Die ein Ganz Neues Verhalten Zeigen Soll. „A parateilchen Beruhen auf Einer Ganz Ander Mathematischen Strukturs und Haben Fundamental Deshalb Andrere Eigenschaften Als Fermionen A und Bosonen”, So Wang. Dabei Haben Die Beiden Forscher Zunächst Keine Neuartigen Materieteilchen Wie Etwa Elektronen Im Blick, Sondern Eher Sogenante Quasiteilchen in Festkörpern.

Solche Quasiteilchen Bilden Sich BeispielSweise, Wenn Sich Je Zwei Elektrronen in Einem Supraliter Zu Einem Paar Zusammenbinden. It is Gibt Viele Arten Solcher Quasiteilchen, Die Insbesendere in Der Festkörperphysik Erforscht Werden.

Materiezustände, Die Parrateilchen Beinhalten, Könten Sowohl in Zweidimensionalen, Atomar Dünnen Schichtstruturen also in Material Volume Auftreten. Allerdings Müssen Die Theorien Estrst Noch Erarbeitet Werden, in Welchen Materialien Parrateilchen Konkret Zu Finden Sein Könten.

„Pararateilchen Weisen Exotische Eigenschaften AUF, Die Bei Gewöhnlichen Teilchen Nicht AUFRETEN”, Erklärt Wang. Dank der Mathematischen Werkzeuge, Die Er Zusammen Mit Hazzard Entwickelt Hat Unersuchen.

Mögliche Anwendungen in Der Quantenkommunikation

Das Bild zeigt ein zweidimensional cuantenspinemodell. AUF Einem Gitter AB Sieben Mal Sieben Zellen Sind Verschiedne ARTEN VON SOGENANNTENN CUANTENDIGITS ANGEORDNET, Die Als Bausteine des Modells Fungiean. Dieses Modell Eröffnet Neue Möglichkeiten Zur Untersuchung von Quantensystemen Mit Komplexen Wechselwirkungen und angewöhnlichen Teilchestatistiken, Die über Die Bekanten Bosonen und Fermione Hinausgehen.

© Nature 2025

Das Bild zeigt ein zweidimensional cuantenspinemodell. AUF Einem Gitter AB Sieben Mal Sieben Zellen Sind Verschiedne ARTEN VON SOGENANNTENN CUANTENDIGITS ANGEORDNET, Die Als Bausteine des Modells Fungiean. Dieses Modell Eröffnet Neue Möglichkeiten Zur Untersuchung von Quantensystemen Mit Komplexen Wechselwirkungen und angewöhnlichen Teilchestatistiken, Die über Die Bekanten Bosonen und Fermione Hinausgehen.

© Nature 2025

DANK DER SOGENANNNEN PARASTATISTIK, DER DIE TEILCEN GEHORCHEN, SIND UNTERSCHIEDLECHE ANWENDUNGEN DENKBAR. Wenn Man Zwei Dieer Teilchen Räumlich vertauscht, änder sich ihre eigenschaften gemeinsam – Auch Ohne dass sie dabei in Diirkten Kontakt Treten. Damit Ließe Sich Eine Spezielle forms Der Cuantenkryptographie Beetreiben. Wang Sagt: „Zwei Partien mit parateilchen könnten miteinander kommunizieren, einfach indem sie ihre position tauschen, und ohne sich dabei zu Begnen oder nachrichten auszutauschen”. AUSSPIONIERAN Könnte.

It is Wurde Auch Schon Spekuliert, Dass Pararateilchen Hinter Der Dunklen Materie Stecken Könten, Die Einen Großteil der Masse im universum Ausmacht. Bislang Suhen Teilchenphysikerinnen und astrophysiker Verzweifelt Nach Ingeinem Hinweis, Woraous Die Dunkle Materie Materie Bestehen Könnte. Vielleicht Hat Man An der Völl Faller Stelle Gesucht, Weil Man Die Parrateilchen Nicht AUF DEM SCHIRM HATTE? „Wir Hatten Schon Anfragen von Ein Paar Forschern Aus Dem Wir Nicht Zumindest Theoretisch Zeigen Können, Dass Auch Elementary Parrateilchen exist Können. ” Bislang Hat Die Theorie Parrateilchen Nur Alsiteilchen Formuliert.

Eine ZufallsentDeckung in Der Mathematik

Die EntstehungsGeschichte der Neuen Theorie Ist Selbst Ein Wenig Exotisch und folgte Keinem Festen Plan. „Während der Covid-Pandemie im Jahr 2021 Arbeitete ich Gelangwilt Zu Hause an einem SONDERBAREN MATHEMISCHEN PROBLEM, DAS AF DEN ESTEN BLICK GAR NICHTS MIT PHYSIK ZU TUN HATTE”, ERZählt der Forscher. „Dann Fand Ich Eine Ungewöhnliche Lösung Für Dieses Problem, Alts Als Ich Die Physikalisch Interpretiere, Kam Mir Die idee Zu den Parrateilchen”. Danuera Dann Noch Drei Jahre, Um Die Theorie Zu Komplettieren.

MAN DARF JEDENFALLS GESPANNT SEIN, OB unde in Welcher forms Pararateilchen Gefunden Werden. Der Physik-NobelPreis 2016 Wurde Für Die Erforschung Topologischer Eigenschaften in Festkörpern Vergeben. Give synde ebenfalls Eng mit teilchestatistik von elektronen und quasiteilchen verknüpft. Parrateilchen Könten Für Eine Spannende Erweiterung der Sorgen.

Dirk Eidemüller