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

Хронический стресс ухудшил слух мышей Хронический стресс ухудшил слух мышей

У мышей под действием хронического стресса ухудшился слух

N+1
Это угробит вашу посуду! 9 вещей, которые ни в коем случае нельзя мыть в посудомоечной машине Это угробит вашу посуду! 9 вещей, которые ни в коем случае нельзя мыть в посудомоечной машине

Может показаться, будто в посудомоечные машины можно класть все, но это не так

ТехИнсайдер
Облака над сушей уменьшили нисходящее длинноволновое излучение Облака над сушей уменьшили нисходящее длинноволновое излучение

Еще один природный механизм, противостоящий потеплению

N+1
Как компании придумывают инклюзивный дизайн, чтобы их продукт был доступен всем Как компании придумывают инклюзивный дизайн, чтобы их продукт был доступен всем

Как инклюзивный дизайн помогает компаниям увеличить прибыль

Forbes
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Неизвестный Нижний Неизвестный Нижний

Нижний Новгород сочетает в себе богатство купеческой жизни и традиции

Отдых в России
«Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную «Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную

Как развивалась ранняя Вселенная?

ТехИнсайдер
Как выбрать правильное каре: 4 золотых лайфхака от стилиста для идеальной стрижки Как выбрать правильное каре: 4 золотых лайфхака от стилиста для идеальной стрижки

Как добиться идеальной формы и оптимальной длины каре

VOICE
Кинофраншизы, которые не сдуваются до конца Кинофраншизы, которые не сдуваются до конца

Тот самый случай, когда первый фильм, сиквел, триквел и дополняют друг друга

Maxim
Роботреугольники объединились в оригами-робота Роботреугольники объединились в оригами-робота

Инженеры разработали робота, состоящего из отдельных самостоятельных элементов

N+1
Ледяной дрейф Ледяной дрейф

21 мая в России отметили день полярника. И дата выбрана неслучайно

Отдых в России
Витамины для мамы Витамины для мамы

10 важных витаминов при планировании беременности

Лиза
Что за игра Genshin Impact и почему она так популярна Что за игра Genshin Impact и почему она так популярна

Как игра китайской студии miHoYo стала настоящим феноменом

Maxim
Что делать, если DNS сервер не отвечает Что делать, если DNS сервер не отвечает

Что делать при появлении ошибки DNS сервер не отвечает?

CHIP
Что произойдет, если Земля начнет вращаться быстрее? Что произойдет, если Земля начнет вращаться быстрее?

Что будет, если наши привычные 24 часа в сутках сократятся?

ТехИнсайдер
Почему болит поясница Почему болит поясница

5 самых частых причин болей в пояснице

Лиза
Совестливые люди на высоких постах с меньшей вероятностью берут взятки. Верите? Совестливые люди на высоких постах с меньшей вероятностью берут взятки. Верите?

Чувство вины может иметь преимущества для общества в целом

ТехИнсайдер
От постмодернистской насмешки до университетской программы: какой путь преодолел комикс в России? От постмодернистской насмешки до университетской программы: какой путь преодолел комикс в России?

Расскажем о становлении комикса в России вместе с историком Алексеем Павловским

Правила жизни
Торможение на повороте: что мешает построить в России экономику предложения Торможение на повороте: что мешает построить в России экономику предложения

Экономика предложения: достаточно ли в России производственных ресурсов для нее?

Forbes
Лидия Смирнова покоряла мужские сердца и в 80 лет Лидия Смирнова покоряла мужские сердца и в 80 лет

В фильмографии Смирновой много ярких образов

Коллекция. Караван историй
Ах, какие ножки! Ах, какие ножки!

Летом ноги находятся в зоне особого внимания. Пора привести их в порядок

Лиза
Роман Карманов: Культура и дружеское общение решают все Роман Карманов: Культура и дружеское общение решают все

Какие значимые творческие проекты есть в России и каких инициатив не хватает?

СНОБ
От сырных гонок до перетягивания ушами: 10 самых странных видов спорта От сырных гонок до перетягивания ушами: 10 самых странных видов спорта

Виды спорта, о которых вам не рассказывал на уроках физкультуры

ТехИнсайдер
Кто счастливее: семейные или одинокие люди — 4 главных мифа Кто счастливее: семейные или одинокие люди — 4 главных мифа

Действительно ли, что наличие постоянных отношений — залог успешной жизни?

Psychologies
Как узнать сколько осталось трафика и сколько израсходовано Как узнать сколько осталось трафика и сколько израсходовано

Если гигабайты куда-то утекают, вот инструкция, как всё держать под контролем

CHIP
В Таджикистане свекровь довела невестку до суицида: как избежать подобного в своей семье В Таджикистане свекровь довела невестку до суицида: как избежать подобного в своей семье

Как жить с абьюзивной свекровью?

Psychologies
Натальный квартет Натальный квартет

«Бэби-тур»: Василий Сигарев о прекрасной России прошлого

Weekend
«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
Папоротники и луковицы лилий включили в рацион первых земледельцев Приморья Папоротники и луковицы лилий включили в рацион первых земледельцев Приморья

Палеоботаники изучили материалы из поселения Кроуновка-1

N+1
Эротика в советской литературе Эротика в советской литературе

Хотите верьте, хотите нет, но в советской художественной литературе был секс

Maxim
Открыть в приложении