In einem eindimensionalen optischen Gitter verhalten sich Kalium-39-Atome, die in Raman-Felder gekleidet sind, so, als würden sie nicht eine ganzzahlige, sondern eine fraktionale Phasenverschiebung austauschen – wie Teilchen, die in der Natur nicht existieren. Ein Team des ICFO in Barcelona (Spanien) schlug ein Modell vor, in dem Bosonen beim Tunneln durch besetzte Gitterplätze dichteabhängige Peierls-Phasen erwerben.
In einem Preprint vom 6 November 2026 zeigten die Physiker Josep Cabedo, Claudio Iacovelli, Leticia Tarruell und Alessio Celi, dass das Laden von Raman-gekoppelten 39K-Atomen in ein eindimensionales Gitter ein Gitteranalogon der chiralen BF-Theorie realisiert. Bei kleiner statistischer Phase reduziert sich das Modell auf das bekannte Anyon-Hubbard-Modell, und jenseits davon entsteht eine neue Version mit unbegrenzten statt periodischen Wechselwirkungen. Numerische Berechnungen bestätigten die Schlüsselmerkmale eindimensionaler Anyonen: eine dichteabhängige Asymmetrie der Impulsverteilung im Grundzustand, einen asymmetrischen Transport unter dem Einfluss von Wechselwirkungen und chirale gebundene Zustände.
Man stelle sich eine Linie vor, auf der sich Teilchen bewegen: Jedes Mal, wenn eines an einem anderen „vorbeigeht“, erhält es eine zusätzliche Phasendrehung, die proportional zur Zahl der bereits getroffenen Nachbarn ist. In der gewöhnlichen Welt gehen Bosonen spurlos vorbei, Fermionen mit harter Abstoßung; hier aber sammelt sich die Phase allmählich an, wie in einem verschlungenen Zopf, und ändert die Bewegungsrichtung des gesamten Systems.
Dies eröffnet einen Weg zur experimentellen Untersuchung von Anyonen jenseits weniger Teilchen – mit bereits existierenden Aufbauten mit Raman-gekoppelten Kaliumatomen. Asymmetrischer Transport und chirale Zustände könnten zu Ressourcen für topologische Quantenberechnungen oder die Simulation von Quantenfeldern mit fraktionaler Statistik werden.
Laut einem Preprint auf arXiv vom 6 November 2026 sind alle genannten Effekte im Labor direkt beobachtbar. Das Modell erfordert keine exotischen Bedingungen und stützt sich auf bewährte Methoden der Laserkühlung und optischer Gitter.
Eindimensionale Anyonen hören auf, eine rein theoretische Abstraktion zu sein, und werden zu einer beherrschbaren Plattform für die Prüfung fundamentaler Gesetze der Quantenstatistik.
