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

Ядерная война приведет к потере 80 процентов урожая кукурузы Ядерная война приведет к потере 80 процентов урожая кукурузы

Ядерная война уронит годовое производство кукурузы на планете на 80 процентов

N+1
«Левое полушарие мозга отвечает за логику, а правое — за творчество»: правда или миф? «Левое полушарие мозга отвечает за логику, а правое — за творчество»: правда или миф?

Как на самом деле работает наш мозг?

Psychologies
CAR-T-клетки получили прямо в организме четырех пациентов CAR-T-клетки получили прямо в организме четырех пациентов

Результаты испытаний технологии для получения противоопухолевых Т-лимфоцитов

N+1
Как избавиться от одиночества: 7 рабочих стратегий Как избавиться от одиночества: 7 рабочих стратегий

Советы от специалистов, которые помогут выбраться из состояния одиночества

ТехИнсайдер
Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг

Как наш мозг реагирует на виртуальное питание

Forbes
Деревянные руки для робота: необычное изобретение Деревянные руки для робота: необычное изобретение

Теперь ученые использовали древесину для роботизированного захвата

ТехИнсайдер
Пережил бомбардировки и ненавидит славу: Йокич — самый необычный чемпион НБА Пережил бомбардировки и ненавидит славу: Йокич — самый необычный чемпион НБА

Как мальчик из небольшого сербского городка превратился в нетипичную звезду НБА

Forbes
Что можно есть ночью, если ты не можешь уснуть и умираешь с голоду: большой список от диетологов Что можно есть ночью, если ты не можешь уснуть и умираешь с голоду: большой список от диетологов

Держи список блюд и продуктов, которыми можно перекусить посреди ночи

VOICE
Наперегонки с ветром Наперегонки с ветром

Нужен ли парусной лодке двигатель и в чём турки лучше греков?

Robb Report
Умиротворение Умиротворение

В августе 1940 года немецкие самолеты совершили первый налёт на Великобританию

Дилетант
Токсичная продуктивность и «успешный успех»: как выжить в культуре спешки Токсичная продуктивность и «успешный успех»: как выжить в культуре спешки

Почему же мы так часто выбираем гонку за карьерой, забывая о себе?

Psychologies
Обед с метеоритом Обед с метеоритом

Как знаменитый Челябинский метеорит оставил след на кулинарной карте региона

Лиза
Как нейросети создают персонажей и киновселенные Как нейросети создают персонажей и киновселенные

Разбираемся, как используют нейросети в современной киноиндустрии

CHIP
Первый антисептик, вакцинация и микроскоп: 5 медицинских изобретений прошлого, которые спасают нам жизнь и сегодня Первый антисептик, вакцинация и микроскоп: 5 медицинских изобретений прошлого, которые спасают нам жизнь и сегодня

Главные изобретения медицины, которые помогают нам быть здоровыми

ТехИнсайдер
Легенды АПЛ и обладатели «Золотого мяча»: кто до Месси поднимал футбол в США Легенды АПЛ и обладатели «Золотого мяча»: кто до Месси поднимал футбол в США

Звезды в истории Major Soccer League, помогавшие популяризировать футбол в США

Forbes
Эти работники могут выдохнуть: 8 профессий, которые не сможет заменить ИИ (пока) Эти работники могут выдохнуть: 8 профессий, которые не сможет заменить ИИ (пока)

Какие профессии невозможно автоматизировать?

ТехИнсайдер
Пожилая британка искупалась в холодной воде и потеряла память Пожилая британка искупалась в холодной воде и потеряла память

Британские врачи описали случай потери памяти после купания в холодной воде

N+1
Генетики прочитали ДНК погребенных в общей могиле носителей традиции колоколовидных кубков Генетики прочитали ДНК погребенных в общей могиле носителей традиции колоколовидных кубков

Останки женщины и ребенка больше 20 лет назад раскопали в Люксембурге

N+1
За регенерацию тела у гидрактиний отвечают процессы старения клеток За регенерацию тела у гидрактиний отвечают процессы старения клеток

Как крошечное морское существо гидрактиния регенерирует новое тело?

ТехИнсайдер
Слияние на траве: враждовавшие гольф-туры будут вместе осваивать саудовские деньги Слияние на траве: враждовавшие гольф-туры будут вместе осваивать саудовские деньги

Почему решение о слиянии гольф-туров PGA и LIV вызвало такой ажиотаж

Forbes
Постель, сбивающая с ног Постель, сбивающая с ног

«Париж, 13-й округ»: Жак Одьяр экранизирует американский комикс

Weekend
Терапия бережностью: какая помощь нужна при психологической травме Терапия бережностью: какая помощь нужна при психологической травме

Не все люди достаточно бережны к тем, кто пережил психологическую травму

Psychologies
Как выглядит в обычной жизни самая красивая принцесса Иордании - и какой она была еще несколько лет назад Как выглядит в обычной жизни самая красивая принцесса Иордании - и какой она была еще несколько лет назад

Хаала бинт аль Хашим проснулась знаменитой после свадьбы своего кузена

VOICE
MIA BOYKA MIA BOYKA

MIA BOYKA научилась выигрывать в борьбе за внимание

Собака.ru
Новая жизнь биотехнологий Новая жизнь биотехнологий

Биотехнологии стали драйвером развития многих важных областей экономики

РБК
Коробка впечатлений. 7 мест, куда отправиться этим летом Коробка впечатлений. 7 мест, куда отправиться этим летом

Куда можно отправиться летом за новыми эмоциями и впечатлениями?

СНОБ
Новая сцена Александринского театра Новая сцена Александринского театра

Команда Александринки сделала новую сцену прогрессивным междисцплинарным центром

Собака.ru
От блокбастеров до острой курицы: как голливудский продюсер развивает сферу общепита От блокбастеров до острой курицы: как голливудский продюсер развивает сферу общепита

Продюсер Джон Дэвис развивает рестораны формата fast casual

Forbes
От Холлана до Мбаппе: десятка самых дорогих футболистов в мире От Холлана до Мбаппе: десятка самых дорогих футболистов в мире

Forbes.Спорт представляет десятку самых дорогих футболистов в мире

Forbes
Прицепились к подвеске Прицепились к подвеске

Какие вопросы у археологов к украшению из Денисовой пещеры?

N+1
Открыть в приложении