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

Инвазивные змеи на Гуаме не смогли проглотить половину убитых птиц Инвазивные змеи на Гуаме не смогли проглотить половину убитых птиц

Многие змеи регулярно охотятся на слишком крупную для проглатывания добычу

N+1
Отрывок из новой книги норвежского писателя Карла Уве Кнаусгора Отрывок из новой книги норвежского писателя Карла Уве Кнаусгора

«Надежды» — пятая книга автобиографии «Моя борьба» Карла Уве Кнаусгора

СНОБ
В Кении нашли древнейшего австралопитека В Кении нашли древнейшего австралопитека

Как был обнаружен древнейший представитель рода австралопитеков

N+1
На роспуск Думской На роспуск Думской

История российской коктейльной культуры

СНОБ
Денег нет, но я держусь: как психологически справиться с финансовым кризисом Денег нет, но я держусь: как психологически справиться с финансовым кризисом

Как помочь себе справиться с денежным кризисом?

VOICE
7 дворянских усадеб Подмосковья, на которые стоит посмотреть 7 дворянских усадеб Подмосковья, на которые стоит посмотреть

Старинные подмосковные усадьбы с историей

СНОБ
Время Змееносца. Летнее небо Время Змееносца. Летнее небо

Змееносец — крупное экваториальное созвездие, пересекающее эклиптику

Наука и жизнь
Маникюрное табу: не используй этот лак для ногтей, если тебе 50 лет или больше Маникюрное табу: не используй этот лак для ногтей, если тебе 50 лет или больше

Есть лак, который не стоит использовать, если ты разменяла шестой десяток лет

VOICE
Стволовые клетки смогли восстановить сердце, поврежденное ишемической болезнью Стволовые клетки смогли восстановить сердце, поврежденное ишемической болезнью

Стволовые клетки помогут регенерировать сердечную мышцу

ТехИнсайдер
История разводов в России История разводов в России

Как в Древней Руси избавлялись от неверных мужей и жен?

Лиза
Владимир Варнава, Алексей Никитин Nocow Владимир Варнава, Алексей Никитин Nocow

Под лайв Алексея Никитина Владимир Варнава поставил танцевальный перформанс

Собака.ru
Узнайте о самых древних языках, на которых говорят до сих пор! Интересные факты Узнайте о самых древних языках, на которых говорят до сих пор! Интересные факты

Иврит, санскрит, тамильский и другие языки используются на протяжении тысяч лет

ТехИнсайдер
Древнерусская невеста: как выходили замуж и устраивали свадебные пиры на Руси Древнерусская невеста: как выходили замуж и устраивали свадебные пиры на Руси

На Руси свадьба была делом общесемейным, поэтому заключались браки как сделки

Forbes
На разных языках На разных языках

Отношение к религии у советской власти было всегда негативным

Дилетант
Что упало, не пропало Что упало, не пропало

Метеоритные кратеры на Земле

Наука и жизнь
Миссия допустима: 5 случаев, когда можно шпионить за партнером Миссия допустима: 5 случаев, когда можно шпионить за партнером

По мнению экспертов, есть ситуации, в которых можно следить за партнером

VOICE
Каннибализм и насилие: в чем обвиняли актера Арми Хаммера Каннибализм и насилие: в чем обвиняли актера Арми Хаммера

Конец затянувшегося скандала вокруг Арми Хаммера

Forbes
Как быстро похудеть на 5 кг: помогут эти упражнения с утяжелителями Как быстро похудеть на 5 кг: помогут эти упражнения с утяжелителями

Упражнения, которые задействуют более одной группы мышц одновременно

VOICE
Этого новорождённого похитила медсестра. Позже ребенка нашли, но вернули не тем родителям! Этого новорождённого похитила медсестра. Позже ребенка нашли, но вернули не тем родителям!

Почти 50 лет Пол Фрончак не знал, что живет не в своей семье

ТехИнсайдер
Как оставить хорошее впечатление о себе после первой встречи? Совет эксперта Как оставить хорошее впечатление о себе после первой встречи? Совет эксперта

Какой тактики придерживаться, чтобы ваш собеседник захотел встретиться еще раз?

ТехИнсайдер
Пуд соли на двоих Пуд соли на двоих

Где заключаются браки и что нужно сделать, чтобы жить долго и счастливо?

Seasons of life
Жаркая погода и озон в воздухе сделали собак агрессивными Жаркая погода и озон в воздухе сделали собак агрессивными

Агрессивность собак зависит от погодных условий

N+1
Сотни химиков для строящегося завода-гиганта Сотни химиков для строящегося завода-гиганта

Компания «Фарус» создала корпоративный университет

Эксперт
Готовимся к отпуску: как правильно чистить чемодан Готовимся к отпуску: как правильно чистить чемодан

Как правильно почистить чемодан из ткани и из пластика

ТехИнсайдер
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
Крымов, Диденко и Gogol School: какие культурные проекты создают русские эмигранты Крымов, Диденко и Gogol School: какие культурные проекты создают русские эмигранты

Чем русские театральные деятели занимаются за границей

Forbes
Самый советский художник Самый советский художник

Памяти Ильи Кабакова

Weekend
В солнечной долине В солнечной долине

Светлый таунхаус на первой линии Чёрного моря, в окружении гор и виноградников

Идеи Вашего Дома
Идеальный пикник: 8 классных идей Идеальный пикник: 8 классных идей

Как организовать идеальное мероприятие на природе?

Караван историй
Первенцы Вселенной Первенцы Вселенной

Какими были древнейшие звезды, появившиеся после Большого взрыва

Наука
Открыть в приложении