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

Анафилаксию при пищевой аллергии у мышей объяснили наследственностью Анафилаксию при пищевой аллергии у мышей объяснили наследственностью

Ученые разобрались в природе анафилактического шока при пищевой аллергии

N+1
Из чего состоит роман Ивана Тургенева «Отцы и дети» Из чего состоит роман Ивана Тургенева «Отцы и дети»

Как роман Ивана Тургенева «Отцы и дети» повлиял на культуру и политику страны

СНОБ
Стремечко назвали идеальной костью для палеогеномного исследования Стремечко назвали идеальной костью для палеогеномного исследования

Почему при анализе древней ДНК нужно отдавать предпочтение стремечку

N+1
Спутник Юпитера Европа может быть слишком холодным для развития жизни Спутник Юпитера Европа может быть слишком холодным для развития жизни

Ядро Европы не такое горячее, а значит тепла для развития жизни может не хватить

ТехИнсайдер
Возможно, математик раскрыл тайну красивейших птичьих мурмураций Возможно, математик раскрыл тайну красивейших птичьих мурмураций

Математик Энди Рейнольдс, возможно, разгадал тайну птичьих мурмураций

ТехИнсайдер
Единицы измерений, связанные с телом человека, возвращаются. Зачем сажени и пяди нужны дизайнерам Единицы измерений, связанные с телом человека, возвращаются. Зачем сажени и пяди нужны дизайнерам

Почему дизайнеры все чаще используют меры длины, связанные с телом?

ТехИнсайдер
Как попасть в игровую вселенную: 5 книг для тех, кто хочет познакомиться с жанром литРПГ Как попасть в игровую вселенную: 5 книг для тех, кто хочет познакомиться с жанром литРПГ

Книги, в которых герои попадают в виртуальные миры

ТехИнсайдер
Проклятие «Титаника»: почему говорят, что спустя 111 лет лайнер продолжает губить людей Проклятие «Титаника»: почему говорят, что спустя 111 лет лайнер продолжает губить людей

Когда «Титаник» потерпел крушение, тут же поползли слухи о проклятии

VOICE
Любовь Аркус Любовь Аркус

Киновед, основатель журнала «Сеанс» и фонда поддержки людей с аутизмом

Собака.ru
Возраст красоты Возраст красоты

Когда и как бороться с возрастными изменениями

Лиза
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
Отрывок из автобиографии Шэрон Стоун Отрывок из автобиографии Шэрон Стоун

Лауреат «Золотого глобуса» и «Эмми», Шэрон Стоун написала автобиографию

СНОБ
Александра Власова: «Я изменила свою жизнь на 180 градусов» Александра Власова: «Я изменила свою жизнь на 180 градусов»

Я уверена, что любые отношения — это работа

Караван историй
На страже равнин На страже равнин

Как сохранить cтепи, прерии, саванны и пампасы?

Вокруг света
Погибоша аки обре Погибоша аки обре

Как история обошлась с могучим племенем обров или аваров

Вокруг света
Если у партнера пограничное расстройство личности: 8 правил поведения Если у партнера пограничное расстройство личности: 8 правил поведения

Можно ли построить отношения с человеком, у которого диагностировано ПРЛ?

Psychologies
«Муж шагнул в вечность»: вдова Юрия Шатунова обратилась к поклонникам певца в годовщину его смерти «Муж шагнул в вечность»: вдова Юрия Шатунова обратилась к поклонникам певца в годовщину его смерти

Светлана Шатунова рассказала, каким мужем и отцом был Юрий Шатунов

VOICE
«Базовая задача — регулирование трансграничного рынка» «Базовая задача — регулирование трансграничного рынка»

Каких мер ожидают от государства производители биологически активных добавок

РБК
Бородатые свиньи помогли ботаникам открыть первую пальму с подземными цветками и плодами Бородатые свиньи помогли ботаникам открыть первую пальму с подземными цветками и плодами

Ботаники описали первую пальму, у которой цветки и плоды развиваются под землей

N+1
Пример для саудитов: как Китай попытался стать футбольной сверхдержавой, но не смог Пример для саудитов: как Китай попытался стать футбольной сверхдержавой, но не смог

Чем поучителен пример китайского футбольного бума

Forbes
На трипольском поселении нашли кость мигрантки На трипольском поселении нашли кость мигрантки

Ученые исследовали кость, найденную на трипольском поселении Коломийцев Яр

N+1
Отброшенные ноги помогли бескрылым комарикам не замерзнуть насмерть Отброшенные ноги помогли бескрылым комарикам не замерзнуть насмерть

Как бескрылые комарики выживают при отрицательных температурах?

N+1
Скорость и смертельная опасность: как «24 часа Ле-Мана» стала легендарной гонкой Скорость и смертельная опасность: как «24 часа Ле-Мана» стала легендарной гонкой

Как трасса на севере Франции изменила мир автоспорта

Forbes
Рыбный день Рыбный день

Самые интересные места для рыбалки

Robb Report
Близ города Калязина Близ города Калязина

Для оформления пространства они выбрали палитру луговых цветов

Идеи Вашего Дома
Диеты для лета Диеты для лета

Как сбросить вес к пляжному сезону

Лиза
Перевод стрелок. Почему мир отказывается от перехода на летнее время Перевод стрелок. Почему мир отказывается от перехода на летнее время

Зачем в России увеличивали световой день и почему мир отказывается от этого

СНОБ
Саблезубый олень с копытами: 7 интересных фактов о редком животном Саблезубый олень с копытами: 7 интересных фактов о редком животном

Олень, которого природа наделила не рогами, а мощными клыками

ТехИнсайдер
Мария Хорева Мария Хорева

Мария Хорева после травмы вернулась на сцену по-настоящему триумфально

Собака.ru
С первыми лучами солнца: что может произойти с завтраком в отеле С первыми лучами солнца: что может произойти с завтраком в отеле

История таинственного исчезновения завтрака в отеле

Правила жизни
Открыть в приложении