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

Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида

Шимпанзе способны заразиться зевотой от зевающей головы человекоподобного робота

N+1
Ученые впервые увидели свет древнейших галактик, родившихся через миллиард лет после Большого Взрыва Ученые впервые увидели свет древнейших галактик, родившихся через миллиард лет после Большого Взрыва

Само собой разумеется, что вокруг квазаров могут быть галактики

ТехИнсайдер
На Марсе будут расти дома: ученые придумали способ, который решит проблему колонизации На Марсе будут расти дома: ученые придумали способ, который решит проблему колонизации

Как строить из того, что предлагает сам Марс?

Inc.
Периферийное зрение Периферийное зрение

Карина Бесолти в своих работах отстаивает частного человека и его голос

СНОБ
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Как избавиться от храпа женщине и мужчине и почему человек храпит Как избавиться от храпа женщине и мужчине и почему человек храпит

Почему человек храпит?

РБК
Чип и фэйл: как избежать ошибок в импортозамещении Чип и фэйл: как избежать ошибок в импортозамещении

Как производителям избежать ошибок при импортозамещении

Forbes
Дизайнеры, чиновники, маркетологи: кто еще может скоро потерять работу из-за ИИ Дизайнеры, чиновники, маркетологи: кто еще может скоро потерять работу из-за ИИ

Кого генеративный ИИ уже вытеснил с рынка труда и кого заменит в будущем

Forbes
Растения «чувствуют», когда к ним прикасаются! Вот как это возможно Растения «чувствуют», когда к ним прикасаются! Вот как это возможно

Растительные клетки посылают разные сигналы, реагируя на прикосновения

ТехИнсайдер
«Это наживается нервами десятилетий, а конфискуется в одну ночь» «Это наживается нервами десятилетий, а конфискуется в одну ночь»

Александр Солженицын о правилах выживания

Weekend
Словарь нового веба Словарь нового веба

Как сегодня говорят про нейросети, мемы и жизнь в интернете

N+1
Внутренний ребенок: как и зачем с ним общаться? Внутренний ребенок: как и зачем с ним общаться?

Познакомиться и подружиться со своим внутренним ребенком, чтобы стать счастливее

Psychologies
Самые травмоопасные виды спорта среди популярных Самые травмоопасные виды спорта среди популярных

Даже занятия бадминтоном могут привести к травме

Maxim
Чем запомнился политик и медиамагнат Сильвио Берлускони Чем запомнился политик и медиамагнат Сильвио Берлускони

Как бывший премьер-министр Италии Сильвио Берлускони создал медиакорпорацию

СНОБ
О чем вы врете самому себе: найдите ответ на этот вопрос и измените свою жизнь О чем вы врете самому себе: найдите ответ на этот вопрос и измените свою жизнь

Отрывок из книги эксперта по нарративной психологии Кори Игера «Чего я хочу?»

Psychologies
Антистресс-рецепт от психолога: шоколадный чизкейк Антистресс-рецепт от психолога: шоколадный чизкейк

Психолог о рецепте, который помогает ей справляться со стрессом

Psychologies
7 рецептов вкуснейшего домашнего мороженого, которое и рядом не стоит с покупным! 7 рецептов вкуснейшего домашнего мороженого, которое и рядом не стоит с покупным!

Как приготовить шоколадное, фруктовое, лимонное, сливочное и другое мороженое

ТехИнсайдер
Зеркало эмоций: что тело говорит о чувствах — выполните полезное упражнение Зеркало эмоций: что тело говорит о чувствах — выполните полезное упражнение

Как научиться жить в гармонии со своим телом и чувствами?

Psychologies
Алиментное соглашение: как превратить худшую часть развода в заботу о ребенке Алиментное соглашение: как превратить худшую часть развода в заботу о ребенке

Почему алиментное соглашение лучше судебного решения

Forbes
Беларусь вводит химическую кастрацию для педофилов: насколько эффективно такое наказание Беларусь вводит химическую кастрацию для педофилов: насколько эффективно такое наказание

Как наказывают за насилие над детьми в разных странах

Psychologies
Родиной самого большого в мире геккона оказалась Новая Каледония Родиной самого большого в мире геккона оказалась Новая Каледония

Зоологи разобрались с происхождением самого большого в мире геккона

N+1
В сарматских погребениях могильника Вонючка-1 нашли всадника и двух женщин с зубными аномалиями В сарматских погребениях могильника Вонючка-1 нашли всадника и двух женщин с зубными аномалиями

Наталия Березина исследовала останки трех человек раннесарматского времени

N+1
«Можно ли спасти отношения?»: 10 вопросов, которые помогут это понять, — проверьте вашу пару «Можно ли спасти отношения?»: 10 вопросов, которые помогут это понять, — проверьте вашу пару

Прежде чем расстаться с партнером, задайте себе правильные вопросы

Psychologies
Оппенгеймер и атомная бомба: 5 интересных фактов из жизни ученого Оппенгеймер и атомная бомба: 5 интересных фактов из жизни ученого

Роберт Оппенгеймер: «Я — смерть, разрушитель миров»

ТехИнсайдер
Будут как новые: 5 способов, как очистить инструменты от ржавчины Будут как новые: 5 способов, как очистить инструменты от ржавчины

Эти методы помогут убрать как небольшую, так и застарелую ржавчину!

ТехИнсайдер
Как делают дипфейки. Эксперт объяснил принципы создания поддельных изображений Как делают дипфейки. Эксперт объяснил принципы создания поддельных изображений

Как делаются дипфейки, чем это грозит и как можно бороться с дезинформацией

ТехИнсайдер
Антидепрессивное действие психоделиков отделили от галлюциногенного на молекулярном уровне Антидепрессивное действие психоделиков отделили от галлюциногенного на молекулярном уровне

Психоделики связываются с нейротрофными рецепторами TrkB

N+1
Twisted собрал свой первый Suzuki Jimny, с модным кожаным салоном и турбонаддувом Twisted собрал свой первый Suzuki Jimny, с модным кожаным салоном и турбонаддувом

Крошечный спартанский внедорожник, получивший премиальное обновление

4x4 Club
Линия надрыва Линия надрыва

Как эмоции превращались в события в кино эпохи застоя

Weekend
Джекпот «Вегаса»: как команда через шесть лет после создания выиграла Кубок Стэнли Джекпот «Вегаса»: как команда через шесть лет после создания выиграла Кубок Стэнли

Как хоккей покорил Вегас и какие россияне оставили след в «Голден Найтс»

Forbes
Открыть в приложении