A fizikusok régóta osztják a részecskéket két alapvető típusra: fermionokra és bozonokra. Az azonban, amit most felfedeztek, komolyan megkérdőjelezi ezt a hagyományos kategorizálást. A legújabb kutatások alapján kiderült, hogy létezhetnek olyan különleges részecskék, amiket pararészecskéknek neveznek, és ezek nem illeszkednek a megszokott mintákba. Korábban úgy tartották, hogy ha léteznek is ilyenek, fizikailag jelentéktelenek, azonban az új felfedezések új utakat nyithatnak a kvantumfizika, sőt a jövő technológiáinak terén, írja a New Scientist.

A pararészecskék elméleti keretét Herbert Green brit fizikus a 1950-es években dolgozta ki. Green bevezetett egy „parastatisztika” nevű modellt, amely lehetőséget teremtett arra, hogy a kvantumhullámfüggvények eltérően viselkedjenek a fermionok és bozonok hagyományos modelleitől. Míg a bozonok, mint például a fotonok, végtelen számban létezhetnek ugyanabban az állapotban, a fermionok, mint az elektronok, nem. A fermionok egymást kizárják, a Pauli-féle kizárási elv miatt, míg a pararészecskék birtoklására körülhatárolt számú megosztott állapot jellemző.

Bár Green elmélete figyelemre méltó volt, a pararészecskék tényleges megfigyelése eddig elmaradt, ezért hosszú ideig figyelmen kívül hagyták őket a fizikában.

Most azonban Zhiyuan Wang és Kaden Hazzard, a Rice Egyetem kutatói újraértelmezték Green elméletét, és érdekes nézőpontot mutattak be.

„A tanulmányunk először bizonyítja, hogy a fermionokon és bozonokon túl is létezhet valami” – mondta Wang. A kutatók szigorú matematikai alapokra helyezték munkájukat, és azt bizonyították, hogy a pararészecskék kvantumrendszerekben kimutatható rezgések formájában jelenhetnek meg. Kutatásuk modellje megfelel az alapvető fizikai törvényeknek; például kizárták a fénysebességnél gyorsabb információátvitelt. Az eredmények arra utalnak, hogy a pararészecskék egy- vagy kétdimenziós rendszerekben létezhetnek, de nincs kizárva, hogy háromdimenziós térben is megjelenjenek.

Érdekesség, hogy ezek a pararészecskék kvázirészecskéknek minősülnek: bár kollektív jelenségek formájában léteznek, mégis mint egyedi részecskék viselkednek. Matematikailag pedig nem zárható ki, hogy a pararészecskék alapvető entitások legyenek.

A tudományos közösség reakciói vegyesek. Jiannis Pachos, a Leedsi Egyetem kutatója Green elképzeléseinek merész újjáélesztéséről beszélt, míg Paul Fendley, az Oxfordi Egyetem munkatársa kétségbe vonta, hogy a pararészecskék a közeljövőben kísérletileg megfigyelhetők lesznek.

Bár a gyakorlati alkalmazások jelenleg még kétesek, a pararészecskék csatlakoznak olyan egzotikus kvázirészecskékhez, mint az anyonok, amelyek jelentős lehetőségeket rejthetnek a kvantumszámítástechnikában. Ahogy Pachos kijelentette: „Még nem találtunk egyértelmű gyakorlati alkalmazást, de a történelem azt mutatja, hogy az ilyen egzotikus jelenségek kutatása gyakran mélyreható felfedezésekhez vezethet.”

Ez az új felfedezés nemcsak a kvantumfizika területén ígéretes, hanem arra is rávilágít, hogy a tudományos megközelítések és elméletek folyamatosan változnak és fejlődnek, nyitva hagyva a lehetőséget arra, hogy olyan dolgokat találjunk, amelyek ma még elképzelhetetlenek.