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

Колоссального кальмара впервые сняли на видео в естественной среде обитания Колоссального кальмара впервые сняли на видео в естественной среде обитания

Как удалось запечатлеть колоссального кальмара в родных для него глубинах океана

N+1
Самая вкусная летняя ягода: все, что вы должны знать о черешне Самая вкусная летняя ягода: все, что вы должны знать о черешне

Какую пользу для здоровья несет всего одна горсть черешни в день

ТехИнсайдер
Перепрошивка памяти: новая модель памяти, которая работает как мозг Перепрошивка памяти: новая модель памяти, которая работает как мозг

Ученые создали модель памяти, устойчивую к шуму и забыванию

ТехИнсайдер
Великий комбинатор фрагментов картины Великий комбинатор фрагментов картины

Александр Дашевский: живопись с перспективами

Weekend
Недобрососедские отношения: как зумеры обесценили мечту миллениалов и что из этого получилось Недобрососедские отношения: как зумеры обесценили мечту миллениалов и что из этого получилось

Почему зумерам и миллениалами так сложно взаимодействовать друг с другом?

Правила жизни
«Это слишком сложно»: 50 оправданий людей, которые не хотят меняться, — проверьте себя «Это слишком сложно»: 50 оправданий людей, которые не хотят меняться, — проверьте себя

Почему на предложение изменить мир, начав с себя, мы отвечаем «да, но…»?

Psychologies
Чтение — сила Чтение — сила

«Библиотекарь»: экранизация актуализировавшегося романа Михаила Елизарова

Weekend
Художник-абстракционист Алексей Ваулин: Искусство — материя, которая не терпит категоричности Художник-абстракционист Алексей Ваулин: Искусство — материя, которая не терпит категоричности

Художник-абстракционист Алексей Ваулин — о том, как понять современное искусство

СНОБ
Следующая станция — Дубай Следующая станция — Дубай

Как не потеряться в «четвертой столице» России и найти там своих

СНОБ
Где познакомиться с женщиной сегодня Где познакомиться с женщиной сегодня

Психотерапевт Андрей Курпатов о лучших способах встретить свою вторую половинку

Maxim
Алла Горбунова: «Ваша жестянка сломалась». Взломать мозг Вселенной Алла Горбунова: «Ваша жестянка сломалась». Взломать мозг Вселенной

Размышление о том, как люди пользуются случайно обретенными способностями

СНОБ
Ролевые онлайн-игры: как предотвратить подмену цифровой личности Ролевые онлайн-игры: как предотвратить подмену цифровой личности

Какими инструментами можно решить проблему подмены цифровой личности

Forbes
«Я никогда не испытывала оргазм»: почему так бывает — объясняет сексолог «Я никогда не испытывала оргазм»: почему так бывает — объясняет сексолог

Почему не все женщины испытывают оргазм и как справиться с деликатной проблемой

Psychologies
BMW X3 и Genesis GV70 разбили на краш-тестах: на чем безопасно ездить BMW X3 и Genesis GV70 разбили на краш-тестах: на чем безопасно ездить

BMW X3 и Mercedes GLC стали самыми безопасными моделями на краш-тестах

РБК
Современные популяции бурых медведей разделились около 150-100 тысяч лет назад Современные популяции бурых медведей разделились около 150-100 тысяч лет назад

Генетики исследовали ДНК 39 современных и 12 древних бурых медведей

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
«Да у него просто выдался тяжелый день»: 6 признаков травматической привязанности «Да у него просто выдался тяжелый день»: 6 признаков травматической привязанности

Травматическая привязанность — парадоксальная тяга жертвы к абьюзеру

Psychologies
Как ужиться мачехе и падчерице, воспитанным в разных культурах Как ужиться мачехе и падчерице, воспитанным в разных культурах

Мачехе и падчерице часто трудно принять друг друга

СНОБ
Школа юмора и любви к себе и окружающим: каким получился финал сериала «Тед Лассо» Школа юмора и любви к себе и окружающим: каким получился финал сериала «Тед Лассо»

В чем секрет успеха «Теда Лассо» и каким получился последний сезон

Forbes
Как отпустить детские травмы и начать решать взрослые проблемы Как отпустить детские травмы и начать решать взрослые проблемы

Как справиться с детскими травмами?

Psychologies
В Англии есть специальное кладбище для ампутированных конечностей. Пугающе интересно! В Англии есть специальное кладбище для ампутированных конечностей. Пугающе интересно!

Куда люди могут девать свои ампутированные конечности

ТехИнсайдер
8 полезных свойств чабреца 8 полезных свойств чабреца

Чем полезен чабрец? Он высоко ценится и в кулинарии, и в медицине

РБК
К рекордам готовы К рекордам готовы

5 шагов не позволить себе отступить от похудения

Лиза
Так ли хорошо ромашковый чай успокаивает нервы? Так ли хорошо ромашковый чай успокаивает нервы?

Как ромашковый чай действует на организм?

ТехИнсайдер
Такие маленькие, но такие полезные: 7 удивительных преимуществ семян чиа и как правильно их употреблять Такие маленькие, но такие полезные: 7 удивительных преимуществ семян чиа и как правильно их употреблять

Этот крошечный суперпродукт поддерживает здоровье пищеварительной системы

ТехИнсайдер
«Посадить мысли на шпагат»: как наладить режим тренировок и питания — 3 совета «Посадить мысли на шпагат»: как наладить режим тренировок и питания — 3 совета

Что, если прислушаться к внутреннему голосу и быть настойчивыми, но гибкими?

Psychologies
2 года, 5 лет, 10 лет: как укрепить отношения на разных этапах брака 2 года, 5 лет, 10 лет: как укрепить отношения на разных этапах брака

Как не дать чувственной связи в браке угаснуть?

Psychologies
«Осьминоги, каракатицы, адские вампиры» «Осьминоги, каракатицы, адские вампиры»

500 миллионов лет истории головоногих моллюсков

N+1
Илья Рашкин и Игорь Гирдин Илья Рашкин и Игорь Гирдин

Бизнесмены запустили производство первого в России электрогрузомобиля

Собака.ru
Как пробурить сверхглубокую шахту с помощью плазмы: геотермальная энергия на службе человечеству Как пробурить сверхглубокую шахту с помощью плазмы: геотермальная энергия на службе человечеству

Новые технологии, которые могут открыть доступ к геотермальной энергии везде

ТехИнсайдер
Открыть в приложении