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

Чилийцы переоткрыли скрывавшуюся почти 130 лет лягушку Чилийцы переоткрыли скрывавшуюся почти 130 лет лягушку

В Чили спустя 130 лет переоткрыли полосатого шипогруда

N+1
История с «Троицей»: почему объекты культуры передают религиозным организациям История с «Троицей»: почему объекты культуры передают религиозным организациям

Передача музейных ценностей конфессиям — новый культурно-религиозный передел?

Forbes
Терапия CRISPR/Cas помогла снизить «плохой» холестерин при семейной гиперхолестеринемии Терапия CRISPR/Cas помогла снизить «плохой» холестерин при семейной гиперхолестеринемии

Как помогла терапия CRISPR/Cas при семейной гиперхолестеринемии

N+1
Не-молоко, безглютеновая диета и кофе без кофеина: мифы и реальность Не-молоко, безглютеновая диета и кофе без кофеина: мифы и реальность

Не-молоко, безглютеновая диета, декаф — это просто хитрости маркетологов?

Psychologies
Все фильмы Пон Джун Хо, снявшего «Микки 17» и «Паразиты»: от худшего к лучшему Все фильмы Пон Джун Хо, снявшего «Микки 17» и «Паразиты»: от худшего к лучшему

8 фильмов южнокорейского режиссера, от легких комедий до мощных триллеров

Maxim
В неандертальцах разглядели мукомолов В неандертальцах разглядели мукомолов

Остатки перетертых зерен нашли на каменных орудиях из Италии

N+1
Как поставить таймер на выключение компьютера: несколько проверенных способов Как поставить таймер на выключение компьютера: несколько проверенных способов

Как сделать таймер на выключение компьютера сразу несколькими способами

CHIP
Ссора с Паркер ни при чем: вот почему Ким Кэттролл никогда не хотела играть Саманту — отказывалась пять раз! Ссора с Паркер ни при чем: вот почему Ким Кэттролл никогда не хотела играть Саманту — отказывалась пять раз!

Почему Ким Кэттролл не хотела сниматься в сериале "Секс в большом городе"

VOICE
Делегирование полномочий: как отпустить контроль и научиться передавать задачи другим Делегирование полномочий: как отпустить контроль и научиться передавать задачи другим

Как сделать процесс делегирования эффективным?

Forbes
«Кластерный механизм — ключевой фактор развития химпрома» «Кластерный механизм — ключевой фактор развития химпрома»

Как сегодня развивается химическая отрасль и какие задачи решает бизнес

РБК
Технология блокчейн делает управление роем роботов безопасным Технология блокчейн делает управление роем роботов безопасным

Как технология блокчейн обеспечивает безопасность роботов

ТехИнсайдер
Интервью с детским нейрохирургом Шавкатом Кадыровым Интервью с детским нейрохирургом Шавкатом Кадыровым

Детский нейрохирург рассказал об изменениях, произошедших в нейрохирургии

СНОБ
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
Интервью с гендиректором ивент-агентства ERA Натальей Зворыгиной Интервью с гендиректором ивент-агентства ERA Натальей Зворыгиной

Наталья Зворыгина — о том, что такое «хороший ивент» сегодня

СНОБ
«Фонтан переполняется»: отрывок из первой части трилогии Ребекки Уэст «Фонтан переполняется»: отрывок из первой части трилогии Ребекки Уэст

Фрагмент романа «Фонтан переполняется» Ребекки Уэст

СНОБ
Не Ариэль единой: путеводитель по русалкам в фольклоре Не Ариэль единой: путеводитель по русалкам в фольклоре

«Правила жизни» проследили культурную эволюцию полулюдей-полурыб

Правила жизни
Датский кинорежиссер Мартин Сковбьерг: Если мы не переосмыслим суть привилегированности, то чувства многих останутся проигнорированы Датский кинорежиссер Мартин Сковбьерг: Если мы не переосмыслим суть привилегированности, то чувства многих останутся проигнорированы

Режиссер Мартин Сковбьерг — о губительных социальных нормах и Копенгагене

СНОБ
Как отучить собаку копать ямы на огороде. 5 простых советов Как отучить собаку копать ямы на огороде. 5 простых советов

При последовательной дрессировке можно отучить пса рыться в земле

Лиза
Высокочувствительные люди: кто они и как жить с этой особенностью? Высокочувствительные люди: кто они и как жить с этой особенностью?

Гайд по поведению высокочувствительных людей

Правила жизни
Юлиана Слащева: Мультипликация — лучший способ познакомить детей с их родителями Юлиана Слащева: Мультипликация — лучший способ познакомить детей с их родителями

Интервью председателя совета директоров Союзмультфильма Юлианы Слащевой

СНОБ
Откуда взялся Indian Pale Ale (IPA) и чем отличаются его сорта между собой. История и краткий гид Откуда взялся Indian Pale Ale (IPA) и чем отличаются его сорта между собой. История и краткий гид

Пора разобраться со путаницей Indian Pale Ale: с ее истоками и последствиями.

Maxim
«Маленькие птичьи сердца». Дебютный роман Виктории Ллойд-Барлоу о родительстве и одиночестве «Маленькие птичьи сердца». Дебютный роман Виктории Ллойд-Барлоу о родительстве и одиночестве

Отрывок из романа Виктории Ллойд-Барлоу о цене доверия между людьми

СНОБ
Археологи комплексно датировали некрополь времен Великого переселения на Алтае Археологи комплексно датировали некрополь времен Великого переселения на Алтае

Археологи уточнили хронологию некрополя Карбан-I булан-кобинской культуры

N+1
«Расскажите немного о себе»: что отвечать на собеседовании — 4 совета «Расскажите немного о себе»: что отвечать на собеседовании — 4 совета

Как заинтересовать работодателя историей карьерного пути?

Psychologies
Привычки, которые портят твои ноги — не делай так, если хочешь носить мини и шорты Привычки, которые портят твои ноги — не делай так, если хочешь носить мини и шорты

Нагрузка помогает сделать ножки подтянутыми, но может вызвать и обратный эффект

VOICE
Австралийцы дегуманизировали велосипедистов в защитной экипировке Австралийцы дегуманизировали велосипедистов в защитной экипировке

Велосипедисты в жилетах и шлемах казались респондентам менее похожими на людей

N+1
Введение аденовирусного вектора в мозг вылечило глухоту у взрослых мышей Введение аденовирусного вектора в мозг вылечило глухоту у взрослых мышей

Введение аденовирусного вектора вернуло слух глухим взрослым мышам

N+1
Почему отношения не выдерживают проверку временем: 5 красных флажков Почему отношения не выдерживают проверку временем: 5 красных флажков

Психологи выделяют распространенные признаки распада отношений

Psychologies
Встречи только для секса: что нужно знать — 4 правила безопасности Встречи только для секса: что нужно знать — 4 правила безопасности

Зачем люди ищут партнеров только для интимных встреч?

Psychologies
Алиментное соглашение: как превратить худшую часть развода в заботу о ребенке Алиментное соглашение: как превратить худшую часть развода в заботу о ребенке

Почему алиментное соглашение лучше судебного решения

Forbes
Открыть в приложении