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Interféromètres quantiques : statistiques fractionnaires et statistiques anyoniques

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Description

Cette séance de cours couvre les principes de l'interférence quantique, en se concentrant sur les statistiques fractionnaires, y compris les statistiques abéliennes et non abéliennes, ainsi que les statistiques anyoniques. La preuve ultime des statistiques d'échange est discutée avec des expériences d'interférence telles que les interféromètres Mach-Zehnder et Fabry-Perot. La séance de cours se penche également sur le concept de statistiques anyoniques où la phase est une combinaison de phases AB et statistiques, avec des références à des études pertinentes et à des observations récentes.

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Concepts associés (17)

Anyon

En physique quantique, un anyon est un type de particule propre aux systèmes à deux dimensions. Ni boson ni fermion, l'anyon en est une généralisation. Prédits et théorisés depuis plus de quatre décennies, les premières preuves expérimentales de l'existence des anyons ne datent que de 2020. Le concept d'anyon est utile lorsqu’on s’intéresse à un système à deux dimensions tel que le graphène ou l’.

Théorème spin-statistique

Le théorème spin-statistique relie le spin d'une particule et le type de statistique qu'elle suit. Selon lui, les particules de spin entier sont des bosons, alors que les particules de spin demi-entier sont des fermions. Le théorème spin-statistique est le théorème selon lequel, dans un espace tridimensionnel, les particules élémentaires de spin demi-entier obéissent à la statistique de Fermi-Dirac ; et celles de spin entier, à la statistique de Bose-Einstein. La théorème n'est pas valable en une ou deux dimensions.

Effet Hall quantique fractionnaire

L'effet Hall quantique fractionnaire (en anglais, fractional quantum Hall effect : FQHE) est une version en mécanique quantique de l'effet Hall, mise en évidence dans les années 1980 par Horst Störmer et Daniel Tsui et explicitée par Robert B. Laughlin, co-lauréats du prix Nobel de physique de 1998. Lorsque le FQHE apparaît dans un système, celui-ci semble composé de particules possédant une fraction de la charge élémentaire. Le FQHE survient dans un gaz d'électrons bi-dimensionnel, lesquels sont en forte interaction.

Topological order

In physics, topological order is a kind of order in the zero-temperature phase of matter (also known as quantum matter). Macroscopically, topological order is defined and described by robust ground state degeneracy and quantized non-Abelian geometric phases of degenerate ground states. Microscopically, topological orders correspond to patterns of long-range quantum entanglement. States with different topological orders (or different patterns of long range entanglements) cannot change into each other without a phase transition.

Parastatistics

In quantum mechanics and statistical mechanics, parastatistics is one of several alternatives to the better known particle statistics models (Bose–Einstein statistics, Fermi–Dirac statistics and Maxwell–Boltzmann statistics). Other alternatives include anyonic statistics and braid statistics, both of these involving lower spacetime dimensions. Herbert S. Green is credited with the creation of parastatistics in 1953. Consider the operator algebra of a system of N identical particles. This is a *-algebra.

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