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

Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений

Как двукрылые насекомые распространяют семена

N+1
«Это же подросток»: почему нельзя запрещать гаджеты детям в период пубертата «Это же подросток»: почему нельзя запрещать гаджеты детям в период пубертата

Отрывок из книги «Это же подросток!» — как жить и общаться с взрослеющими детьми

Forbes
Известный по единственному крылу вид козодоев оказался гибридом Известный по единственному крылу вид козодоев оказался гибридом

Как ученые раскрыли одну из главных орнитологических загадок спустя 35 лет

N+1
Только для женщин Только для женщин

Симптомы, которые сигнализируют, что тебе срочно нужно на прием к гинекологу

Лиза
Александр Великий Александр Великий

Македонец, покоривший мир

kiozk originals
Вакиты пока не вымерли Вакиты пока не вымерли

Зоологи обнаружили, что вакиты все еще существуют

N+1
Правила жизни Моисея Гинзбурга Правила жизни Моисея Гинзбурга

Правила жизни советского архитектора и одного из лидеров конструктивизма

Правила жизни
Марина Львова: «Это плавный эволюционный процесс» Марина Львова: «Это плавный эволюционный процесс»

Как начать путь к «бирюзовой» компании и чем это полезно бизнесу

РБК
В Израиле обнаружили 12-тысячелетние манки на хищных птиц В Израиле обнаружили 12-тысячелетние манки на хищных птиц

Натуфийцы использовали кости небольших птиц в быту

N+1
Вдова Георгия Буркова: «После выхода «Иронии судьбы» Жора не мог спокойно выйти на улицу» Вдова Георгия Буркова: «После выхода «Иронии судьбы» Жора не мог спокойно выйти на улицу»

Бурков трижды приезжал в Москву поступать в театральное училище, но безуспешно

Коллекция. Караван историй
«Это наживается нервами десятилетий, а конфискуется в одну ночь» «Это наживается нервами десятилетий, а конфискуется в одну ночь»

Александр Солженицын о правилах выживания

Weekend
Больше витаминов Больше витаминов

Топ-9 полезных соков и когда пить их не рекомендуется

Лиза
Коллекционерам на заметку: 20 редких и дорогих наборов LEGO, производившихся серийно Коллекционерам на заметку: 20 редких и дорогих наборов LEGO, производившихся серийно

Бывают нумизматы, бывают филателисты, а бывают – коллекционеры LEGO

ТехИнсайдер
Почему люди боятся своих цифровых двойников Почему люди боятся своих цифровых двойников

Развиваются приложения deepfake, которые позволяют создавать ИИ-клоны человека

ТехИнсайдер
Почему болит поясница Почему болит поясница

5 самых частых причин болей в пояснице

Лиза
Беседы с Хичкоком и пожары в Якутии: семь самых интересных фильмов Beat Film Festival Беседы с Хичкоком и пожары в Якутии: семь самых интересных фильмов Beat Film Festival

Картины конкурса Beat Film Festival, которые точно стоит посмотреть

Forbes
Городские синицы накопили меньше кортикостерона в перьях за период установления иерархии Городские синицы накопили меньше кортикостерона в перьях за период установления иерархии

Чем городские синицы отличаются от лесных

N+1
К рекордам готовы К рекордам готовы

5 шагов не позволить себе отступить от похудения

Лиза
Вера Васильева: «Нужно быть готовым к любым поворотам судьбы и любить жизнь» Вера Васильева: «Нужно быть готовым к любым поворотам судьбы и любить жизнь»

Актриса Вера Васильева о детстве, театре и заботе

Коллекция. Караван историй
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
«Позолоти ручку»: как работают инфоцыгане «Позолоти ручку»: как работают инфоцыгане

Что происходит на «тренингах счастья» и кто на них приходит

VOICE
«Парни не плачут»: как помочь мужчине в депрессии «Парни не плачут»: как помочь мужчине в депрессии

Депрессия у мужчин: её признаки и особенности

Psychologies
Пять российских водок с выдающимся вкусом Пять российских водок с выдающимся вкусом

Необычная водка хороша собственными вкусовыми оттенками

Maxim
«Он и в жизни такой?»: как Богдан Лисевский высмеял жанр интервью и покорил YouTube «Он и в жизни такой?»: как Богдан Лисевский высмеял жанр интервью и покорил YouTube

Как Богдану Лисевскому удалось покорить российское медиапространство?

Forbes
«После «Карнавальной ночи» я поехала за границу, а Гурченко не взяли», — рассказывала Тамара Носова «После «Карнавальной ночи» я поехала за границу, а Гурченко не взяли», — рассказывала Тамара Носова

От всесоюзной популярности и королевской роскоши — до полной нищеты и забвения

Караван историй
Некоронованная правительница Франции: кем была маркиза де Помпадур Некоронованная правительница Франции: кем была маркиза де Помпадур

Какое значение в истории Франции сыграла маркиза де Помпадур?

Forbes
Искусство займа Искусство займа

Почему реальная цена кредитов больше заявленной

Деньги
Как убить самооценку: 22 вредных совета — личный опыт психолога Как убить самооценку: 22 вредных совета — личный опыт психолога

Как наконец поверить в себя и начать жить в полную силу

Psychologies
Витамины для мамы Витамины для мамы

10 важных витаминов при планировании беременности

Лиза
Интеллектуально развитый мозг думает медленнее, чем среднестатистический Интеллектуально развитый мозг думает медленнее, чем среднестатистический

Умные люди думают быстрее? Оказывается, не всегда

ТехИнсайдер
Открыть в приложении