Die beiden großen Teilchenfamilien sind sich ähnlicher als erwartet

Obwohl sie grundlegend verschieden sind, reagieren die beiden fundamentalen Familien, in die alle Elementarteilchen unterteilt sind, nämlich Bosonen und Fermionen , demselben universellen Gesetz , das extrem unterschiedliche Naturphänomene beschreibt, vom Wachstum von Kristalloberflächen bis zur Ausbreitung von Bränden. Dies ist die unerwartete Entdeckung der in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Studie unter der Leitung der Technischen Universität Wien, an der auch Italien mit der International School for Advanced Studies in Trieste (SISSA) beteiligt war.

Das Ergebnis wird uns vor allem ermöglichen zu verstehen, wie Teilchentransport findet in Quantensystemen statt. Fermionen und Bosonen unterscheiden sich grundlegend: Fermionen sind von Natur aus Einzelgänger und versuchen, sich gegenseitig aus dem Weg zu gehen, während Bosonen dazu neigen, sich zu gruppieren . Dank präziser mathematischer Analyse haben Forscher um Yuri Minoguchi und Julian Huber jedoch herausgefunden, dass die Fluktuationen beider Teilchenfamilien demselben Gesetz gehorchen .

Bei genauerem Hinsehen zeigen sich die Unterschiede jedoch erneut: Betrachtet man eine Oberfläche, ähnelt der Transport von Fermionen einem Erosionsprozess, während der von Bosonen einem Wachstum ähnelt. „Trotz der Unterschiede ermöglicht uns diese Betrachtungsweise, verschiedene Phänomene in einer einzigen Beschreibung zu vereinen “, so die Autoren der Studie. „Diese Entdeckung zeigt uns, dass es im Grunde universelle Gesetze gibt, die scheinbar weit voneinander entfernte Welten verbinden . Ihr Verständnis hilft uns, besser zu verstehen, wie Teilchentransport in Quantensystemen funktioniert“, fügen sie hinzu, „und dies ist ein Ergebnis von großer konzeptioneller Bedeutung.“