观测一维任意子：宇宙最寒冷角落中的奇异准粒子

自然界将粒子分为两种基本类型：费米子与玻色子。构成物质的粒子如夸克和电子属于费米子家族，而玻色子通常充当力的载体——例如传递电磁相互作用的光子，以及主导核力的胶子。当两个费米子交换时，量子波函数会新增一个负号，即从数学角度而言产生π相位。玻色子则截然不同：其交换相位为零。这种量子统计特性对费米子或玻色子量子多体系统的行为产生深远影响。它解释了元素周期表的构建原理，也是超导现象的核心机制。

然而在低维系统中，一类迷人的新型粒子应运而生：任意子——既非费米子也非玻色子，其交换相位介于零与π之间。与传统粒子不同，任意子并非独立存在，而是作为量子物态中的激发态出现。这种现象类似于声子：表现为弦中的振动，却呈现出独特"声粒子"的特性。虽然任意子已在二维介质中被观测到，但其在一维（1D）系统中的存在始终难以捉摸——直至今日。

《自然》期刊发表的一项研究首次报道了在一维超冷玻色子气体中观测到涌现的任意子行为。该研究由奥地利因斯布鲁克大学的Hanns-Christoph Nägerl实验团队、法国巴黎萨克雷大学理论学家Mikhail Zvonarev，以及比利时布鲁塞尔自由大学与法兰西公学院（巴黎）的Nathan Goldman理论团队合作完成。研究团队通过向强相互作用的玻色子气体注入并加速移动杂质，并精密分析其动量分布，实现了这项突破。研究结果表明该杂质促使系统中涌现出任意子。

"非凡之处在于我们能连续调节统计相位，实现从玻色子到费米子行为的平滑过渡，"研究主要作者之一Sudipta Dhar表示，"这标志着我们在调控奇异量子态能力方面取得了根本性突破。"理论学家Botao Wang对此表示认同："我们的模型直接呈现了这种相位，使计算机模拟能精准复现实验结果。"

这项简洁优雅的实验框架为在高度可控的量子气体中研究任意子开辟了新途径。除基础研究价值外，此类研究尤其令人振奋，因为特定类型的任意子被预言可实现拓扑量子计算——这种革命性方法有望突破当今量子处理器的关键局限。

该发现标志着量子物质探索的关键一步，为可能塑造量子技术未来的奇异粒子行为提供了新见解。