物理學家將三維宇宙中的所有基本粒子分為兩類：玻色子和費米子。玻色子主要由攜帶力的粒子組成，例如光子，而費米子則由普通物質組成。包括電子、質子、中子。
這種簡單的劃分開始崩潰到較低維度的系統。自 1970 年代以來，科學家預測存在第三種粒子，稱為苯胺。它們介於玻色子和費米子之間。 2020 年，研究人員在超冷、高磁性半導體的邊界觀察到了這些不尋常的粒子。它只有一個原子厚（即二維）。
現在，沖繩科學技術研究所 (OIST) 和俄克拉荷馬大學的科學家進一步推動了這個想法。在發表於的兩份文件中 體檢ก該團隊確定了一個可以容納任何人的一維繫統，並研究了粒子的理論行為。
控制超冷原子系統中單一粒子的最新進展可能使這些想法可以在真實的實驗室實驗中得到檢驗。
「我們宇宙中的每個粒子似乎都完全分為兩類：玻色子或費米子。為什麼沒有其他粒子呢？」OIST 量子系統部門的 Thomas Busch 教授問道。 “透過這些工作，我們為提高對量子世界基本特性的理解打開了大門。看到理論和實驗物理學將我們帶到何處將是非常令人興奮的。”
為什麼量子粒子分成兩組？
玻色子和費米子之間的差異來自於兩個相同粒子彼此交換時發生的情況。在三個維度上，實驗僅顯示兩個結果。無論如何，系統保持不變。這是玻色子或訊號翻轉系統的行為，這就是費米子發生的情況。似乎沒有其他的可能了。
這種行為與量子物理學最重要的原則之一有關：日常生活中的不可區分性。兩個相同的物體仍然可以分開，例如，如果兩個彈珠被塗成不同的顏色。您可以追蹤哪些彈珠移動到了哪裡。量子粒子不是這樣運作的。
兩個相同的粒子，例如電子，無法單獨標記。如果所有量子屬性都匹配，則狀態轉換會建立與原始狀態在物理上無法區分的狀態。這意味著系統的可測量屬性不得改變。
OIST單位的博士生Raúl Hidalgo-Sacoto解釋道：「因為這種權衡相當於什麼都不做。控制事件的數學統計稱為權衡因子。它必須遵循一個簡單的規則：交換因子的平方必須等於1。滿足這個規則的唯一兩個數字是+1和-1。這就是為什麼所有粒子必須分別是玻色子。其中因子為1或因子為-1的費米子子。
這兩個粒子族的行為非常不同。玻色子自然地聚集在一起並一起行為。雷射是相同波長（顏色）的光子一起移動的一個例子。玻色-愛因斯坦凝聚是另一種類型。它具有共享相同量子態的超冷原子。
費米子的行為方式相反：電子、質子和中子抵抗相同的狀態。這項特性是元素週期表中有如此多不同元素的原因之一。
較低維度如何改變量子定律？
如果大自然允許在三個維度中只存在兩種類型的粒子那麼為什麼較低的維度能夠產生不同的東西呢？
答案在於粒子如何圍繞彼此運動。在較低維度的系統中，粒子的可能路徑較少。當他們交換位置時，他們的路徑將通過空間和時間交織在一起。這不像三維空間。這些路徑以後無法解析。結果，交換後的狀態不再等同於原來的狀態。
伊達爾戈-薩科托繼續說道，“在較低維度中，這種權衡在拓撲上不再等同於無所作為。為了遵守不可分性定律，我們需要在連續時期內考慮權衡因素來考慮權衡。這取決於路線的具體曲折。”
這為任何人打開了大門。具有交換因子的粒子可以呈現超過+1或-1的值。它們不是純玻色子或費米子。
任何人都可以在一維上進行調整。
在這項新發表的研究中，研究人員表明，即使在一維繫統中，玻色子-費米子分區仍然是破碎的。他們也做出了一個特別有趣的發現：一維繫統中的交換因子可以直接調整。
在一維空間中，粒子不能移動來改變位置。相反，它們必須直接穿過對方。研究人員表示，與更高維度相比，這從根本上改變了交換行為。
研究表明，這些系統中的交換因子與顆粒短期相互作用的強度有關。這意味著科學家可以透過實驗調整交換統計數據。這為探索許多新的量子現象創造了機會。
「我們不僅陳述了任何個體在一個維度上存在的可能性，而且還展示瞭如何繪製它們的交換統計數據。有趣的是，可以透過它們的動量分佈來觀察它們的性質，」布希教授總結道。 “這些觀測所需的實驗裝置已經存在。我們非常高興看到這一領域的未來發現。以及它可以告訴我們有關宇宙基本物理學的信息。”
