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

Базальты с обратной стороны Луны возникли из истощенной мантии Базальты с обратной стороны Луны возникли из истощенной мантии

Источником базальтов, добытых станцией «Чанъэ-6», была мантия из слоев Луны

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
К концу века диких северных оленей станет на 27-58 процентов меньше К концу века диких северных оленей станет на 27-58 процентов меньше

Как антропогенное изменение климата влияет на численность северных оленей

N+1
«Время любить». Дебютный роман турецкой журналистки Лиз Бехмоарас «Время любить». Дебютный роман турецкой журналистки Лиз Бехмоарас

Отрывок из романа об истории любви мусульманина и еврейки

СНОБ
Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
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
Юридический язык документов не понравился юристам Юридический язык документов не понравился юристам

Упрощенные договоры юристы оценили выше и запомнили лучше

N+1
От белого платья до личного выбора: как эмансипация изменила свадебные традиции От белого платья до личного выбора: как эмансипация изменила свадебные традиции

Как наряд невесты прошел путь от церемониального облачения до личного выбора

Forbes
Как обсуждать секс с партнером: 6 вопросов и 3 совета для диалога Как обсуждать секс с партнером: 6 вопросов и 3 совета для диалога

Эти вопросы помогут вам открыть новые возможности для сексуального опыта

Psychologies
«Позолоти ручку»: как работают инфоцыгане «Позолоти ручку»: как работают инфоцыгане

Что происходит на «тренингах счастья» и кто на них приходит

VOICE
Солнечная защита Земли: новые детали Солнечная защита Земли: новые детали

Галактические космические лучи — очень опасный тип радиации

Наука и жизнь
Аккумуляторная независимость: как в России развивается производство литий-ионных накопителей энергии Аккумуляторная независимость: как в России развивается производство литий-ионных накопителей энергии

О том, какова сейчас ситуация с литием и аккумуляторами в России

ТехИнсайдер
8 полезных свойств чабреца 8 полезных свойств чабреца

Чем полезен чабрец? Он высоко ценится и в кулинарии, и в медицине

РБК
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
Взгляд в будущее Взгляд в будущее

Вопрос о перспективах долгосрочного экономического развития в России

Деньги
Как Мэри-Кейт и Эшли Олсен ушли в бизнес, а их сестра Элизабет стала звездой кино Как Мэри-Кейт и Эшли Олсен ушли в бизнес, а их сестра Элизабет стала звездой кино

История карьеры и бизнеса сестёр Олсен

Forbes
Пятиминутный путеводитель по подводной археологии Пятиминутный путеводитель по подводной археологии

Разбираем самые интересные находки старинных кораблей.

Правила жизни
Вера Васильева: «Нужно быть готовым к любым поворотам судьбы и любить жизнь» Вера Васильева: «Нужно быть готовым к любым поворотам судьбы и любить жизнь»

Актриса Вера Васильева о детстве, театре и заботе

Коллекция. Караван историй
Мне скучно, йес! Мне скучно, йес!

Как кино справляется со скукой

Weekend
Как сделать рабочее место источником энергии: правильно организуем пространство для работы Как сделать рабочее место источником энергии: правильно организуем пространство для работы

Как сделать пространство для работы максимально комфортным

ТехИнсайдер
Ешь, пей, танцуй Ешь, пей, танцуй

Ереван — одно из самых трендовых направлений года.

Robb Report
Глубокая стимуляция мозга во сне укрепляет память Глубокая стимуляция мозга во сне укрепляет память

Мозг закрепляет новую информацию во время сна

ТехИнсайдер
Математики нашли девятое дедекиндово число. В нем оказалось 42 знака Математики нашли девятое дедекиндово число. В нем оказалось 42 знака

Математики рассчитали значение девятого числа Дедекинда

N+1
Стрит-арт, изменивший историю: семь знаменитых «испорченных» мест Стрит-арт, изменивший историю: семь знаменитых «испорченных» мест

Вспоминаем «испорченные» стены и пространства, которые вошли в историю

Правила жизни
В «коконе» умирающей звезды может скрываться источник гравитационных волн В «коконе» умирающей звезды может скрываться источник гравитационных волн

Ученые обнаружили найти новый небинарный источник гравитационных волн

ТехИнсайдер
5 фактов об испанской инквизиции, о которых мало кто знает 5 фактов об испанской инквизиции, о которых мало кто знает

Оказывается, инквизиция не такая кровожадная организация, как мы привыкли думать

Maxim
Ядерный путь самурая Ядерный путь самурая

«Те дни»: история аварии на «Фукусиме»

Weekend
Как убрать целлюлит за 7 простых шагов: твой самый быстрый путь к гладкой коже Как убрать целлюлит за 7 простых шагов: твой самый быстрый путь к гладкой коже

Даем пошаговую инструкцию по быстрому уничтожению "апельсиновой корки" на бедрах

VOICE
Отец отказался от короны: кто такая Виттория ди Савойя, внезапно ставшая первой наследницей трона Италии за 1000 лет Отец отказался от короны: кто такая Виттория ди Савойя, внезапно ставшая первой наследницей трона Италии за 1000 лет

Кто такая Виттория ди Савойя, и в каком положении она оказалась?

VOICE
Что такое мысленный эксперимент с «кораблем Тесея»? Что такое мысленный эксперимент с «кораблем Тесея»?

Корабль — это сумма его досок, сумма историй его плаваний или все вместе?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении