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

«Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину» «Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину»

Почему во время Крымской войны большинство солдат погибало в госпиталях

N+1
Сколько нужно времени, чтобы он в тебя влюбился: вот что говорят мужчины Сколько нужно времени, чтобы он в тебя влюбился: вот что говорят мужчины

Существует ли любовь с первого взгляда и сколько минут нужно, чтобы влюбиться?

VOICE
Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов

Экологи обнаружили в Косцюшко новую популяцию беличьих кускусов

N+1
«Обжигающе горячий»: как чипсы Cheetos навсегда изменили жизнь Ричарда Монтаньеса «Обжигающе горячий»: как чипсы Cheetos навсегда изменили жизнь Ричарда Монтаньеса

Фильм о мексиканце, который завязал с криминалом и устроился на фабрику чипсов

Forbes
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Кто твой главный враг по знаку зодиака? Кто твой главный враг по знаку зодиака?

В кого из знаков зодиака тебе лучше всего кинуть Магическим шаром?

VOICE
Как сегодня выглядит певица Сандра, которая была звездой мировых дискотек, а потом ушла в тень из-за разбитого сердца Как сегодня выглядит певица Сандра, которая была звездой мировых дискотек, а потом ушла в тень из-за разбитого сердца

История суперзвезды конца XX века Сандры Ландер

VOICE
И в печали, и в радости: вся правда о влюбленности — плюсы и минусы чувства И в печали, и в радости: вся правда о влюбленности — плюсы и минусы чувства

Зачем вообще мы влюбляемся?

Psychologies
Я - плохая хозяйка: можно ли это исправить? Я - плохая хозяйка: можно ли это исправить?

Из чего складывается неумение поддерживать порядок вокруг себя?

VOICE
Прощали измены, жертвовали карьерой: что известно о женах героев популярных боевиков Прощали измены, жертвовали карьерой: что известно о женах героев популярных боевиков

Каково это быть супругой настоящего экранного супергероя?

VOICE
«Интерфейс должен соответствовать критериям доступности»: как незрячие люди пользуются гаджетами и бытовой техникой «Интерфейс должен соответствовать критериям доступности»: как незрячие люди пользуются гаджетами и бытовой техникой

Какие предметы бытовой техники просто необходимы незрячему человеку?

ТехИнсайдер
Нужно ли запрещать людям душиться перед походом ресторан? Вот где начали экспериментировать Нужно ли запрещать людям душиться перед походом ресторан? Вот где начали экспериментировать

Действительно ли запахи могут испортить удовольствие от еды?

ТехИнсайдер
Из Дубая с любовью Из Дубая с любовью

Интерьер получился самобытным, ярким, со своим характером и настроением

SALON-Interior
Как 22-летняя певица из России Alizade покорила Турцию и продолжает покорять мир Как 22-летняя певица из России Alizade покорила Турцию и продолжает покорять мир

Почему Alizade пророчат мировую славу?

Forbes
Мелирование: подбор цвета, противопоказания и советы экспертов Мелирование: подбор цвета, противопоказания и советы экспертов

Какие техники относятся к мелированию и как выбрать подходящую?

РБК
«Север России — стратегически важный для нас регион» «Север России — стратегически важный для нас регион»

Север, Сибирь и Дальний Восток, — объект пристального внимания государства

РБК
Такие маленькие, но такие полезные: 7 удивительных преимуществ семян чиа и как правильно их употреблять Такие маленькие, но такие полезные: 7 удивительных преимуществ семян чиа и как правильно их употреблять

Этот крошечный суперпродукт поддерживает здоровье пищеварительной системы

ТехИнсайдер
Подкаст журналиста помог подтвердить вину убийцы! Но спустя 27 лет после преступления Подкаст журналиста помог подтвердить вину убийцы! Но спустя 27 лет после преступления

Пол Флорес убил одногруппницу и пробыл на свободе почти три десятилетия

ТехИнсайдер
«Да у него просто выдался тяжелый день»: 6 признаков травматической привязанности «Да у него просто выдался тяжелый день»: 6 признаков травматической привязанности

Травматическая привязанность — парадоксальная тяга жертвы к абьюзеру

Psychologies
«Толкиеновское Средиземье»: как Алексей Карахан открыл турбазу «Молодость» на Алтае «Толкиеновское Средиземье»: как Алексей Карахан открыл турбазу «Молодость» на Алтае

Алексей Карахан — о том, что такое современная и комфортная турбаза

Forbes
Кофе можно не только пить: 8 удивительных применений молотого кофе в быту Кофе можно не только пить: 8 удивительных применений молотого кофе в быту

8 потрясающих лайфхаков с кофе, которые непременно вам понравятся!

ТехИнсайдер
Формула везения: можно ли объяснить удачу с научной точки зрения Формула везения: можно ли объяснить удачу с научной точки зрения

Что делать, чтобы удачные случайности стали происходить чаще?

Forbes
Art&Science ИТМО Art&Science ИТМО

Команда ИТМО — главные в Росси по Art&Science: науке, искусству и технологиям

Собака.ru
У мезозойской рептилии нашли признаки пубертата У мезозойской рептилии нашли признаки пубертата

Половое созревание у окаменелых амниот описали впервые

N+1
Как в «Моем преступлении» Франсуа Озону удалось играючи поговорить на тему женской эмансипации Как в «Моем преступлении» Франсуа Озону удалось играючи поговорить на тему женской эмансипации

«Мое преступление» — фильм-размышление на тему женской эмансипации

СНОБ
Женщина села в тюрьму якобы за убийство своих детей. Но через 20 лет выяснилась правда! Женщина села в тюрьму якобы за убийство своих детей. Но через 20 лет выяснилась правда!

История женщины, которая провела в заключении 20 лет из-за ложного обвинения

ТехИнсайдер
Почему Великая Тартария — миф? Почему Великая Тартария — миф?

Разбираемся, кто и почему придумал миф о великом государстве славяно-ариев

Maxim
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
10 шикарных корейских фильмов, о которых мало кто знает 10 шикарных корейских фильмов, о которых мало кто знает

Кинематограф Южной Кореи — это не только «Паразиты» и «Олдбой»!

Maxim
«Вот и все. Смежили очи гении...» Василий Качалов «Вот и все. Смежили очи гении...» Василий Качалов

Беспрецедентный пример славы, почитания и поклонения перед талантом

Караван историй
Открыть в приложении