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

Микропластик привел к загрязнению воды метилртутью Микропластик привел к загрязнению воды метилртутью

Микропластик в воде перевел метилртуть в токсичную форму

N+1
Стоит ли инвестировать в автомобили и как это делать выгодно: 3 способа Стоит ли инвестировать в автомобили и как это делать выгодно: 3 способа

Можно ли заработать на инвестициях в автомобили?

РБК
На кроманьонской стоянке в Кракове насчитали остатки как минимум 113 мамонтов На кроманьонской стоянке в Кракове насчитали остатки как минимум 113 мамонтов

Ученые проанализировали останки животных из граветтийского Краков-Спадзиста

N+1
«Кластерный механизм — ключевой фактор развития химпрома» «Кластерный механизм — ключевой фактор развития химпрома»

Как сегодня развивается химическая отрасль и какие задачи решает бизнес

РБК
Нейробиолог назвал привычку, объединяющую гениев. А у вас она есть? Нейробиолог назвал привычку, объединяющую гениев. А у вас она есть?

Настоящий прорыв мысли начинается в тишине и одиночестве

Maxim
Если у партнера пограничное расстройство личности: 8 правил поведения Если у партнера пограничное расстройство личности: 8 правил поведения

Можно ли построить отношения с человеком, у которого диагностировано ПРЛ?

Psychologies
Эпоха «посткремниевой долины» Эпоха «посткремниевой долины»

В России создается элементная база, работающая на новых физических принципах

Наука
Как поставить таймер на выключение компьютера: несколько проверенных способов Как поставить таймер на выключение компьютера: несколько проверенных способов

Как сделать таймер на выключение компьютера сразу несколькими способами

CHIP
Наследники Дукалиса и Казановы: как сегодня выглядят дети звезд Наследники Дукалиса и Казановы: как сегодня выглядят дети звезд

Как выглядят дети звезд "Улиц разбитых фонарей" сегодня и чем они занимаются?

VOICE
Этому древнему хищнику оторвали голову одним мощным укусом: кто мог это сделать? Этому древнему хищнику оторвали голову одним мощным укусом: кто мог это сделать?

В среднем триасе даже охотник мог стать жертвой

ТехИнсайдер
«Платонические отношения»: смешной и тонкий сериал о дружбе между мужчиной и женщиной «Платонические отношения»: смешной и тонкий сериал о дружбе между мужчиной и женщиной

«Платонические отношения» — сериал о настоящей и трепетной дружбе

Forbes
10 самых живописных пляжей России 10 самых живописных пляжей России

Песок и галька, косы и мысы, горы и скалы

Караван историй
В Германии 300 человек собрались в церкви на необычную службу. Ее провел ChatGPT! В Германии 300 человек собрались в церкви на необычную службу. Ее провел ChatGPT!

Протестанты посетили церковную службу, сгенерированную искусственным интеллектом

ТехИнсайдер
Некоронованная правительница Франции: кем была маркиза де Помпадур Некоронованная правительница Франции: кем была маркиза де Помпадур

Какое значение в истории Франции сыграла маркиза де Помпадур?

Forbes
Интеллектуально развитый мозг думает медленнее, чем среднестатистический Интеллектуально развитый мозг думает медленнее, чем среднестатистический

Умные люди думают быстрее? Оказывается, не всегда

ТехИнсайдер
Этнокультурный вектор устойчивого развития. Женщины Севера Этнокультурный вектор устойчивого развития. Женщины Севера

Современные тренды устойчивого развития меняют подходы к управлению

РБК
Пять российских водок с выдающимся вкусом Пять российских водок с выдающимся вкусом

Необычная водка хороша собственными вкусовыми оттенками

Maxim
(Не)равенство в прошлом и будущем | (In)equality in the Past and in the Future (Не)равенство в прошлом и будущем | (In)equality in the Past and in the Future

Взгляд авторов «влиятельных книг по экономической истории нового тысячелетия»

Позитивные изменения
Тревога во время беременности: какой она бывает Тревога во время беременности: какой она бывает

Глава из книги «Хорея» Марины Кочан

Psychologies
Киноляпы известных фильмов, ставшие «фирменными фишками» Киноляпы известных фильмов, ставшие «фирменными фишками»

Знаменитые «не баг, а фича!» в кино

Maxim
Самые уязвимые: как стигма в обществе влияет на женщин с ментальными расстройствами Самые уязвимые: как стигма в обществе влияет на женщин с ментальными расстройствами

Как стигматизация повышает уязвимость женщин с ментальными расстройствами

Forbes
Riot Grrrl: как панк-музыка объединила женщин против патриархата Riot Grrrl: как панк-музыка объединила женщин против патриархата

Вспоминаем историю Riot Grrrl и рассказываем, о чем они пели в своих песнях

Forbes
«Мне 59, ему 22»: почему зрелые женщины сексуально привлекают молодых мужчин «Мне 59, ему 22»: почему зрелые женщины сексуально привлекают молодых мужчин

Почему зрелые женщины заводят отношения с мужчинами сильно младше себя?

Psychologies
Байки новой реальности Байки новой реальности

Сколько теперь стоят мотоциклы

Деньги
Нина Усатова Нина Усатова

Нина Николаевна выдает мощнейший перформанс про «простую русскую женщину»

Собака.ru
Павел Кеив Павел Кеив

У промышленного дизайна в России совершенно точно есть будущее

Собака.ru
Из-за этого у меня отняли ребенка: три жуткие реальные истории об алкоголизме Из-за этого у меня отняли ребенка: три жуткие реальные истории об алкоголизме

Три героини поделились с нами своими непростыми историями об алкоголизме

VOICE
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
Самое важное о мойках высокого давления: отвечает эксперт Самое важное о мойках высокого давления: отвечает эксперт

Как выбрать мойку высокого давления для автомобиля?

CHIP
Это угробит вашу посуду! 9 вещей, которые ни в коем случае нельзя мыть в посудомоечной машине Это угробит вашу посуду! 9 вещей, которые ни в коем случае нельзя мыть в посудомоечной машине

Может показаться, будто в посудомоечные машины можно класть все, но это не так

ТехИнсайдер
Открыть в приложении