הניסוי אישרה כי spinons, חלקיק דמוי excitations מגנטי, יכול להיות כלוא בתוך מבודדת מגנטי בדומה לאופן שבו קווארקים היסודי כלואים בתוך פרוטונים ונויטרונים הפרט. הממצאים, במערכת היטב תיאר המגנטי, עשויים להציע דרכים חדשות לחקור כרומודינמיקה קוונטית, התאוריה המתארת את האינטראקציות היסוד של קוורקים.
התצפיות הכליאה spinon נעשו על מדע וטכנולוגיה שרותי מועצות Rutherford Appleton מעבדה בבריטניה על ידי צוות בינלאומי של פיזיקאים. הצוות הבין serendipitously כי תיאוריה שפותחה 12 שנים קודם לכן על ידי הפיזיקאי התיאורטי אלכסיי Tsevelik, עכשיו על משרד החוץ האמריקני של ברוקהייבן אנרגיה המעבדה הלאומית , ומשתפי הפעולה חזה נכונה את הממצאים הנוכחיים. יחד, מדענים מתארים את התיאוריה ואת התצפיות החדשות שלהם בגיליון נובמבר 29 של הטבע פיזיקה.
"הקונספט של כליאה היא אחד הרעיונות המרכזיים של הפיזיקה המודרנית, להיות בלב לבה של התיאוריה של הכוחות הגרעיניים", אמר Tsvelik. "במערכות מסוימות, כאשר חלקיקים המרכיבים קשורים יחדיו באמצעות אינטראקציה שכוחו עולה עם הגדלת ההפרדה חלקיקים, חלקיקים בודדים לא יכולים להתקיים במצב חופשי ולכן ניתן לראות רק בעקיפין."
הדוגמה המפורסמת ביותר של כליאה היא של קווארקים אשר מוחזקים יחד הפרוטונים והנויטרונים, למשל, על ידי הכוח החזק, כוח זה מתעצם עם הגדלת המרחק.
"זה היה מעניין עבורנו, כי מצב דומה של כליאה יכול להיות המודל במערכות החומר המעובה," אמר Tsvelik. "במקום של קווארקים להיות כלוא בתוך פרוטונים ונויטרונים, יש לנו ישויות הקוונטים אחרים שפועלים בדיוק כמו חלקיקים - excitations יסודי של מערכות מגנטי שנקרא spinons."
במקרה של הניסוי הנוכחי, spinons קיימים על הרשתות במקביל של תחמוצת נחושת מופרדים סידן אינרטי. Spinons על רשתות בודדים אינם מוגבלים, אבל ברגע שתי שרשרות הם הביאו יחד כדי ליצור סולם כמו סידורים, את הסולם בין אינטראקציות להגביל את spinons.
"כלומר, spinons יכול להופיע עכשיו רק בזוגות ולא יכול לטוס רחוק אחד מהשני רחוק מדי", אמר Tsvelik. "התוצאה של ריתוק זה הוא חלקיק שאנו מכנים מניון. זה כמו שני קווארקים זיווג עד בטופס meson."
העיתון התיאוריה המקורית שפרסמה Tsvelik ומשתפי הפעולה לפני 12 שנה, תיאר את ספקטרום עירור מגנטי של מערכת כזו בפירוט. צוות ביצוע ניסויים על רתרפורד ציין חתימה שמתאימים לתיאור.
"עכשיו יש לנו דוגמה של כליאה במערכת החומר המעובה, הצעד הבא שלנו הוא לבדוק תחזיות נוספות של תיאוריית כדי לוודא שאין הפתעות לא נעימות", אמר Tsvelik. המדענים גם למדוד את התגובות של תרכובות אחרות כדי לראות אם הם צופים השפעה דומה.