物理学家发现“违背常理”的量子粒子

日常世界中，所有基本粒子似乎只能严格分为两类：玻色子（如光子）和费米子（如电子）。这种分类源于一个关键量子特性——全同性：当两个完全相同的粒子互换位置时，在三维空间中，系统波函数只能保持不变（对应玻色子，交换因子为+1）或整体变号（对应费米子，交换因子为-1）。这是因为三维中粒子交换路径可自由收缩为‘什么也没做’，数学上要求交换因子的平方等于1，解只有+1和-1两种。

但在更低维度（如二维或一维）中，粒子运动受限，交换路径无法简单解开，形成类似‘打结’的拓扑结构。此时，交换操作不再等价于‘不做任何事’，交换因子也不再被限定为±1，而可在0到2π之间连续取值——这就允许存在第三类粒子：任意子（anyon）。

本研究首次在理论上证实：即使在一维系统（如超冷原子链）中，任意子也能稳定存在；更关键的是，其交换统计特性（即交换因子）可直接通过调控粒子间的短程相互作用强度来连续调节。研究人员还指出，这种调节会清晰反映在粒子的动量分布上，而当前实验技术（如光晶格中的超冷原子操控）已具备观测条件。这不仅拓展了量子统计的理论边界，也为探索新奇量子物态（如拓扑量子计算载体）提供了切实可行的新路径。