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

Найденная рыбаками на дне Тайваньского пролива древняя челюсть принадлежала денисовцу Найденная рыбаками на дне Тайваньского пролива древняя челюсть принадлежала денисовцу

Кусок нижней челюсти архаичного человека Penghu-1 принадлежал денисовцу

N+1
Мир, который построил Шухов Мир, который построил Шухов

Самые значимые работы инженера Владимира Шухова

Культура.РФ
Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова

Как на востоке Малайского полуострова новый вид тисмий

N+1
Нейросеть на вашем ПК: как установить и пользоваться Stable Diffusion Нейросеть на вашем ПК: как установить и пользоваться Stable Diffusion

Нейросети могут «жить» не только в интернете, но и на вашем компьютере

CHIP
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
10 самых провальных российских фильмов XXI века 10 самых провальных российских фильмов XXI века

Про половину из этих убыточных кинолент вы даже не слышали

Maxim
Самые высокооплачиваемые спортсмены мира в возрасте до 25 лет — 2023 Самые высокооплачиваемые спортсмены мира в возрасте до 25 лет — 2023

Пять представителей в рейтинге самых высокооплачиваемых спортсменов мира до 25

Forbes
Электрический адреналин Электрический адреналин

Арно Жакар первым преодолел маршрут Africa Eco Race на электрическом байке

ТехИнсайдер
Ликвидный стекинг: как устроена схема для зарабатывания фантомных денег Ликвидный стекинг: как устроена схема для зарабатывания фантомных денег

Что такое стекинг и чем эти токены необычны?

Forbes
А были ли деревни? А были ли деревни?

Как возник миф о потёмкинских деревнях?

Дилетант
Надо ли защищать психику животных? Интересные факты! Надо ли защищать психику животных? Интересные факты!

Целостная система оценки психического благополучия диких животных

ТехИнсайдер
Изящная сирень Изящная сирень

Как ухаживать за сиренью?

Лиза
«Красные метки — возможность переговоров»: как Ставрос Ниархос собирал свою коллекцию «Красные метки — возможность переговоров»: как Ставрос Ниархос собирал свою коллекцию

Отрывок из книги «Великие коллекционеры нашего времени. Франция и США»

Forbes
Каково это — быть мазохистом: откровения хозяйки секретного места встреч Каково это — быть мазохистом: откровения хозяйки секретного места встреч

Что заставляет людей отправляться в специальные клубы, где над ними издеваются?

Psychologies
Тайна королевского приюта: как секреты из прошлого родителей влияют на жизнь их детей Тайна королевского приюта: как секреты из прошлого родителей влияют на жизнь их детей

Джастин выросла в богатой семье. Отец — юрист. Мать – домохозяйка

Forbes
Вы в порядке: как «дорастить» и исцелить внутреннего подростка Вы в порядке: как «дорастить» и исцелить внутреннего подростка

Упражнения, которые помогут понять и поддержать внутреннего подростка

Psychologies
Неуловимое сходство: как выглядит и чем занимается единственная дочь легендарного вокалиста группы «Король и шут» Неуловимое сходство: как выглядит и чем занимается единственная дочь легендарного вокалиста группы «Король и шут»

Невозможно поверить, что маленькая дочка Михаила Горшенева так выросла!

VOICE
Эль-Ниньо и Ла-Нинья случаются все чаще при глобальном потеплении Эль-Ниньо и Ла-Нинья случаются все чаще при глобальном потеплении

Глобальное потепление делает климат все более неустойчивым и непредсказуемым

ТехИнсайдер
Инженеры научили робомедузу переносить предметы Инженеры научили робомедузу переносить предметы

Инженеры разработали робомедузу с актуаторами на жидком диэлектрике

N+1
12 лучших современных черно-белых фильмов 12 лучших современных черно-белых фильмов

Монохромная гамма еще не ушла из кинематографа

Maxim
Как открыть свое сердце: советы Илсе Санд Как открыть свое сердце: советы Илсе Санд

Почему мы находим тысячу аргументов, чтобы не сокращать дистанцию?

Psychologies
Софья Лебедева: «Это и есть самый сок и самая суть — быть собой» Софья Лебедева: «Это и есть самый сок и самая суть — быть собой»

У нас разные бэкграунд, язык и культура, но по сути своей мы все похожи

Караван историй
Рынку ГКО — 30 лет Рынку ГКО — 30 лет

Как внутренний долг менял российскую финансовую систему

Деньги
Дмитрий Леонтьев. Якудза, сыр и калькулятор Дмитрий Леонтьев. Якудза, сыр и калькулятор

Глобализация провалилась, и с этим невозможно спорить

4x4 Club
Семейная болезнь Альцгеймера у мужчины проявилась на 20 лет позже Семейная болезнь Альцгеймера у мужчины проявилась на 20 лет позже

Редкая мутация защитила от наследственной деменции

N+1
6 золотых правил нестареющих женщин: запомни их как мантру! 6 золотых правил нестареющих женщин: запомни их как мантру!

Простейшие привычки, которые помогут отсрочить старение на десятки лет

VOICE
Лучшие лайфхаки для дома и не только: 7 удивительных применений суперклея Лучшие лайфхаки для дома и не только: 7 удивительных применений суперклея

Некоторые лайфхаки могут показаться вам странными, однако они правда работают!

ТехИнсайдер
Палки в колеса Палки в колеса

Истории из жизни мастера спорта по маунтинбайку Ивана Кунаева

Men Today
Жесткие против гибких Жесткие против гибких

Sunreef запатентовала технологию интеграции гибких панелей в композитный корпус

Y Magazine
Коллекционирование, слет каббалистов и дельфинотерапия: как и зачем мы выбираем хобби Коллекционирование, слет каббалистов и дельфинотерапия: как и зачем мы выбираем хобби

Как в нашу жизнь приходят хобби? И почему именно такие? Зачем они нужны?

Psychologies
Открыть в приложении