量子科技中心_量科网

任意子是二维空间特有的粒子，其引发的分数量子霍尔效应等非凡现象广为人知，但向更高维度的推广始终悬而未决。根据艾伦伯格-麦克莱恩空间的拓扑性质，环路统计在任何维度下仅能呈现玻色或费米特性。本工作首次揭示了四维空间中膜激发的全新任意子统计行为：正如二维空间中ℤₙ粒子展现ℤₙ×gcd(2,N)统计特性，研究发现四维ℤₙ膜具有ℤₙ×gcd(3,N)统计特性。通过构建在边界产生膜激发的幺正体积算子，该团队提出包含56个步骤的显式幺正序列用于探测膜统计特性。 研究进一步分析了(5+1)维1-form ℤₙ对称性保护拓扑相的边界理论，证实在其畴壁中可实现所有可能的任意子膜统计。特别值得注意的是，ℤ₃子群在所有更高维度中持续存在：除源于Stiefel-Whitney类的标准ℤ₂费米膜统计外，膜还表现出与Pontryagin类关联的ℤ₃统计。该工作通过56步过程明确验证了该方案在5、6、7维空间中均可探测非平凡ℤ₃统计。当维度升至7维及以上时，膜激发统计稳定为ℤ₂×ℤ₃形式，其中ℤ₃部分始终能被该过程有效捕捉。