任意子

在我们熟悉的三维世界里，所有粒子分成两大阵营。有些像硬币：把两个互换，什么都不变——这些是玻色子。另一些更挑剔：把两个互换，系统的量子描述会以一种微妙的方式翻转符号——这些是费米子，比如电子。很长一段时间里，似乎就只有这两种选项。但把世界压扁到二维，第三种、介于两者之间的可能性就冒了出来。

任意子是一种像粒子的激发，只可能存在于二维系统中，它在互换下的行为介于玻色子和费米子之间。当你把一个任意子绕另一个走一整圈再回来，系统的量子态会攒下一个相位——一种几何拧转——这个相位可以是一整圈的任意分数，而不只是那两类普通粒子非此即彼的选项。名字正源于此：任意相位都被允许。任意子不是你能在空荡的空间里找到的粒子；它们是特殊二维量子流体中浮现出来的激发。

它之所以重要，是因为任意子正是分数量子霍尔流体里真正的居民，那里的激发带有分数电荷，行为恰恰如此；也因为某些任意子能极其稳健地存储和处理量子信息。一个常见的混淆是指望在日常的三维材料里找到任意子；这种介于两者之间的统计，确实需要一个实质上二维的舞台，在那里，把一个粒子绕另一个移动的路径没法被解开。