在一维光学晶格中,被拉曼场缀饰的钾-39原子表现得仿佛交换的不是整数而是分数的相位移动——就像自然界中并不存在的粒子。来自西班牙巴塞罗那ICFO的研究团队提出了一个模型,其中玻色子在隧穿经过被占据的格点时获得依赖于密度的派尔斯相位。
在6年2026月的预印本中,物理学家若泽普·卡贝多、克劳迪奥·亚科韦利、莱蒂西亚·塔鲁埃尔和阿莱西奥·切利表明,将拉曼耦合的39K原子装载到一维晶格中,可实现手性BF理论的晶格类比。在小的统计相位下,该模型归结为已知的任意子-哈伯德模型,而在此之外则出现了一个新版本,其相互作用是无界的而非周期性的。数值计算证实了一维任意子的关键特征:基态中依赖于密度的动量分布不对称性、相互作用驱动下的不对称输运以及手性束缚态。
想象一条粒子在其中运动的线:每当一个粒子从另一个粒子旁“经过”时,它都会获得一个额外的相位旋转,其大小与已经遇到的邻居数量成正比。在寻常世界里,玻色子经过时不留痕迹,费米子则带有硬性排斥;而在这里,相位逐渐累积,如同一条纠缠的辫子,并改变整个系统的运动方向。
这为在多于几个粒子的情形下实验研究任意子开辟了道路——借助现有的拉曼耦合钾原子装置即可实现。不对称输运和手性态有望成为拓扑量子计算或模拟具有分数统计的量子场的资源。
根据6年2026月发布在arXiv上的预印本,上述所有效应都可以在实验室中直接观测。该模型不需要奇特的条件,而是依托于经过验证的激光冷却和光学晶格方法。
一维任意子不再是纯粹的理论抽象,而正成为检验量子统计基本定律的可控平台。

