Физики впервые экспериментально сгенерировали дробные квантовые состояния Холла

N+1Наука

Ультрахолодным атомам придали дробное квантовое состояние Холла

Роль магнитного поля сыграло туннелирование в оптической решетке

Николай Мартыненко

b7d0da4852a443255defae9ff8f8c64b.png
Схема экспериментальной установки Два атома рубидия в оптической решетке, параметры которой создают эффективное магнитное поле. Julian Léonard et al. / Nature, 2023

Физики впервые экспериментально сгенерировали дробные квантовые состояния Холла в двумерной системе ультрахолодных атомов. Как сообщается в Nature, в созданных состояниях удалось пронаблюдать основные свойства дробных холловских: подавление двухчастичного взаимодействия, сильные (анти)корреляции плотности и дробную величину аналога холловской проводимости.

Дробный квантовый эффект Холла возникает в двумерном электронном газе в сильных магнитных полях. Одноименно заряженные электроны отталкиваются друг от друга, однако не могут разлетаться прямолинейно из-за сильного магнитного поля, которое резко закручивает импульс частиц и порождает сложное коллективное движение в системе: поведение отдельных частиц не независимо, а наоборот сильно скоррелировано. В таких ситуациях вместо рассмотрения каждого электрона в отдельности изучают коллективную волновую функцию системы, выделяя основное состояние системы (низшее по энергии) и возбужденные состояния (с энергией выше основного) — квазичастицы.

При этом эффективная масса или заряд последних не обязаны совпадать с характеристиками исходных частиц. Так, еще в восьмидесятых годах прошлого века было установлено, что в дробном квантовом эффекте Холла заряд собравшихся из коллективных электронных возбуждений квазичастиц оказывается дробным по отношению к заряду самих электронов. Этим можно объяснить наблюдаемую дробную холловскую проводимость: в обычной ситуации эта величина в единицах отношения квадрата заряда электрона к постоянной планка (обратный квант электрического сопротивления) равна целому числу, а в дробном эффекте Холла принимает нецелые значения.

Более того, даже статистика таких квазичастиц может быть промежуточной по отношению к стандартной классификации элементарных частиц на бозоны и фермионы: состояния не обязаны быть строго симметричными или антисимметричными по отношению к перестановкам.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

У горных горилл насчитали шестьдесят три жеста У горных горилл насчитали шестьдесят три жеста

Ученые описали жестовый репертуар диких горных горилл

N+1
Самые травмоопасные виды спорта среди популярных Самые травмоопасные виды спорта среди популярных

Даже занятия бадминтоном могут привести к травме

Maxim
Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд

Почему снижается численность колорадских жаб

N+1
Физик разобрался в стабильности нити стрингшутера Физик разобрался в стабильности нити стрингшутера

Физик экспериментально и теоретически исследовал вращение нити в стрингшутере

N+1
Терапия бездельем: что такое бедроттинг и почему зумеры полюбили валяться в постели Терапия бездельем: что такое бедроттинг и почему зумеры полюбили валяться в постели

Bed rotting: обычная лень или способ восстановить силы?

Forbes
Tesla так не может. Первый тест-драйв электромобиля Avatr 11 Tesla так не может. Первый тест-драйв электромобиля Avatr 11

Первый тест-драйв и обзор китайского электрического кроссовера Avatr 11

РБК
На краю земли На краю земли

Дизайнер Seasons Дарья Уланова вместе с друзьями отправилась на Сахалин

Seasons of life
Покупатели были в гневе: как в жизни Барби появился Кен – неизвестные страницы культовой истории любви Покупатели были в гневе: как в жизни Барби появился Кен – неизвестные страницы культовой истории любви

Барби и Кен: история взлетов и падений

VOICE
Почему женщины все еще боятся маммографии: 3 главных страха Почему женщины все еще боятся маммографии: 3 главных страха

Что останавливает женщин от похода к маммологу и что делать

Psychologies
«Может шить, готовить, говорить»: о чем писали поэтессы второй половины ХХ века «Может шить, готовить, говорить»: о чем писали поэтессы второй половины ХХ века

На протяжении долгого времени голоса женщин в литературе были почти не слышны

Forbes
Эксперт: ИИ не отнимет рабочие места у среднего класса, но сильно изменит саму работу Эксперт: ИИ не отнимет рабочие места у среднего класса, но сильно изменит саму работу

Лишь немногие останутся без работы из-за развития ИИ

ТехИнсайдер
10 фильмов с самыми шокирующими сюжетными поворотами 10 фильмов с самыми шокирующими сюжетными поворотами

Картины, в которых все становится с ног на голову

Maxim
Давайте вспомним. Европейские Ford Maverick/Nissan Terrano II (1993-2007) Давайте вспомним. Европейские Ford Maverick/Nissan Terrano II (1993-2007)

МАшины, которые были настолько незаметными, что сегодня о них мало кто помнит

4x4 Club
Девушка из STEM: как Энн-Мари Имафидон стала самой известной британкой в технологиях Девушка из STEM: как Энн-Мари Имафидон стала самой известной британкой в технологиях

Главная заслуга Имафидон — системная поддержка девушек в науке и технологиях

Forbes
Сложный вопрос. Чем отличается ВИЧ от СПИДа: объясняем простыми словами Сложный вопрос. Чем отличается ВИЧ от СПИДа: объясняем простыми словами

Как передаются и чем отличаются ВИЧ и СПИД

Лиза
Как выбрать солнцезащитные очки по типу лица: мастер-класс от стилиста Как выбрать солнцезащитные очки по типу лица: мастер-класс от стилиста

Нам всем срочно нужна хорошая пара очков — с этим поможет модный эксперт

VOICE
Как вкатиться в раздельный сбор мусора. Первые шаги, частые ошибки и лайфхаки Как вкатиться в раздельный сбор мусора. Первые шаги, частые ошибки и лайфхаки

Елена Михайлова рассказывает, как и зачем начать раздельный сбор отходов

Inc.
Дети и взрослые с СДВГ: отвечаем на самые важные вопросы Дети и взрослые с СДВГ: отвечаем на самые важные вопросы

Как отличить особенности поведения или темперамента ребенка от диагноза?

Psychologies
Самые неожиданные способы заразиться венерическими болезнями Самые неожиданные способы заразиться венерическими болезнями

Гонореей, сифилисом, хламидиозом можно заразиться бытовым путем

Maxim
Самое важное о мойках высокого давления: отвечает эксперт Самое важное о мойках высокого давления: отвечает эксперт

Как выбрать мойку высокого давления для автомобиля?

CHIP
Как сохранить красоту маникюра после 50 лет: простые лайфхаки от экспертов Как сохранить красоту маникюра после 50 лет: простые лайфхаки от экспертов

Возраст – не помеха здоровым и крепким ногтям!

VOICE
Кардиолог назвала 3 несуществующих диагноза, которые врачи тем не менее ставят Кардиолог назвала 3 несуществующих диагноза, которые врачи тем не менее ставят

Почему врачи с образованием и долгой практикой ставят диагнозы, которых нет?

Psychologies
За мороженым За мороженым

Лето, солнце и пломбир в стаканчике делают нашу жизнь еще прекраснее!

Лиза
Маршрут перестроен. Гид по винодельням Краснодарского края Маршрут перестроен. Гид по винодельням Краснодарского края

Маршрут из шести виноделен Краснодарского края — от Геленджика до Голубицкой

СНОБ
Ограниченные данные: зачем страховым компаниям знать больше о своих клиентах Ограниченные данные: зачем страховым компаниям знать больше о своих клиентах

Почему страховые компании не всегда могут собрать и обработать данные клиентов?

Forbes
Что такое мысленный эксперимент с «кораблем Тесея»? Что такое мысленный эксперимент с «кораблем Тесея»?

Корабль — это сумма его досок, сумма историй его плаваний или все вместе?

ТехИнсайдер
Человек — швейцарский нож: как пиарщики помогают в достижении бизнес-целей Человек — швейцарский нож: как пиарщики помогают в достижении бизнес-целей

Как сделать так, чтобы о тебе узнали, тем более в правильном и нужном ключе?

Inc.
Эпоха зрелища: как меняется пейзаж Дубая и он становится «правильным городом» Эпоха зрелища: как меняется пейзаж Дубая и он становится «правильным городом»

Отрывок из книги «Эпоха зрелища. Приключения архитектуры и город XXI века»

Forbes
Попасть в историю Попасть в историю

5 способов улучшить свой кредитный рейтинг

Лиза
Волки, как и собаки, узнают знакомые человеческие голоса Волки, как и собаки, узнают знакомые человеческие голоса

Вероятно, между волками и собаками распространено межвидовое общение

ТехИнсайдер
Открыть в приложении