In un mondo tridimensionale, tutte le particelle devono essere fermioni o bosoni, ma in dimensioni minori, l'esistenza di particelle note come anyons, che hanno statistiche quantistiche intermedie, è possibile. Si crede fermamente che oggetti così affascinanti esistano come quasiparticelle emergenti nei sistemi di Hall quantistica frazionaria, ma nonostante i grandi sforzi, l'evidenza sperimentale di anyons è rimasta molto limitata. Poiché la statistica quantistica è definita attraverso il comportamento della fase della funzione d'onda, quando si scambiano due particelle identiche, i primi tentativi di rilevamento di anyon sono stati basati su misurazioni interferometriche utilizzando l'interferometria di Fabry-Perot o esperimenti di beamsplitter.

Finora, ci sono stati molti sforzi per migliorare l'evidenza sperimentale di anyon cercando modi per studiare l'effetto FQH e comprendere la sua fisica sottostante in sistemi quantistici altamente controllabili come atomi freddi o simulatori quantistici fotonici. Ci sono studi che hanno dimostrato che le interazioni luce-materia possono creare e intrappolare quasiparticelle frazionarie nei gas atomici o nei sistemi elettronici, e tramite l'imaging a tempo di luce, misurare le firme delle statistiche frazionarie trasportate dal momento angolare totale di un sistema di Hall quantistico frazionario.

In un recente studio pubblicato su Lettere di revisione fisica , I ricercatori ICFO Tobias Grass, Niccolò Baldelli, e Utso Bhattacharya, guidato dal Prof. ICREA presso ICFO Maciej Lewenstein, e in collaborazione con Bruno Julia-Díaz dell'Università di Barcellona, descrivere un nuovo approccio al rilevamento di qualsiasi cosa, che è un elemento cruciale per aumentare la conoscenza della materia quantistica esotica.

Contrariamente ai precedenti schemi di rilevamento, lo studio creato dai ricercatori apre una nuova possibilità che non richiede né lo scambio di particelle né l'interferometria. Anziché, gli autori propongono di tracciare il comportamento degli anioni legando loro le particelle di impurità. Nello specifico, si mostra che il momento angolare medio di una singola impurezza assume valori caratteristici possibilmente frazionari. Per un sistema di più impurità, il momento angolare totale dovrebbe quindi dipendere da come vengono riempiti questi livelli effettivi di singola impurezza. Sorprendentemente, il valore ottenuto dagli autori non corrisponde né al riempimento di un mare di Fermi né alla condensazione di un modo bosonico. Anziché, l'impurità momento angolare si interpola tra questi casi limite, e il parametro statistico frazionario degli anyon può essere immediatamente dedotto da questa interpolazione.

Il loro schema di rilevamento richiede solo misurazioni della densità e potrebbe essere applicabile alle fasi di Hall quantistica abeliana nei materiali elettronici e nei simulatori quantistici fotonici o atomici. Gli autori discutono anche possibili generalizzazioni verso anyon non abeliani. Poiché le impurità realizzano un gas non interagente di anyon, il loro lavoro pone anche la possibilità di studiare l'intricata termodinamica dei sistemi anionici.