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

Главными последствиями засух последних лет назвали голод и кризис гидроэнергетики Главными последствиями засух последних лет назвали голод и кризис гидроэнергетики

Какие ужасные вещи назвали главными последствиями засух

N+1
Доверительные отношения: как научить ребенка рассказывать о проблемах — 3 главных принципа воспитания Доверительные отношения: как научить ребенка рассказывать о проблемах — 3 главных принципа воспитания

Как приучить детей говорить о переживаниях, чувствах и проблемах?

Psychologies
Ваши внутренние часы устанавливают время приема пищи, которое снижает риск ожирения и диабета Ваши внутренние часы устанавливают время приема пищи, которое снижает риск ожирения и диабета

Зачем синхронизировать количество потребляемых калорий с циркадным ритмом?

ТехИнсайдер
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
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
«Парни не плачут»: как помочь мужчине в депрессии «Парни не плачут»: как помочь мужчине в депрессии

Депрессия у мужчин: её признаки и особенности

Psychologies
Ссора с Паркер ни при чем: вот почему Ким Кэттролл никогда не хотела играть Саманту — отказывалась пять раз! Ссора с Паркер ни при чем: вот почему Ким Кэттролл никогда не хотела играть Саманту — отказывалась пять раз!

Почему Ким Кэттролл не хотела сниматься в сериале "Секс в большом городе"

VOICE
Как вернуть любовь мужа: 8 главных советов Как вернуть любовь мужа: 8 главных советов

Разрешить семейный кризис можно — главное, предпринять правильные шаги

Psychologies
Почему пирожки важнее диеты: как закончилась моя модельная карьера Почему пирожки важнее диеты: как закончилась моя модельная карьера

Главу из новой книги Марии Микулины «Женщина на пике мозга»

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

Старинные подмосковные усадьбы с историей

СНОБ
Тося Чайкина Тося Чайкина

Королева непредсказуемых фитов и певица из среды академических музыкантов

Собака.ru
Цветы как терапия Цветы как терапия

7 причин сделать флористику своим хобби

Лиза
Попасть в историю Попасть в историю

5 способов улучшить свой кредитный рейтинг

Лиза
Мы поехали! Мы поехали!

Cамые частые ошибки, которые портят отдых

Лиза
У ИИ бывают «галлюцинации», но не такие, как у человека У ИИ бывают «галлюцинации», но не такие, как у человека

Какие галлюцинации видит искусственный интеллект?

ТехИнсайдер
Жизнь вечная. 8 книг о высоких технологиях в медицине Жизнь вечная. 8 книг о высоких технологиях в медицине

Подборка захватывающего медицинского нон-фикшена

СНОБ
Драка с роботом превратила самцов мух в умелых любовников Драка с роботом превратила самцов мух в умелых любовников

Выброс гормона октопамина повлиял на поведение самцов мух

N+1
«Экономическое образование должно быть направлено на благо людей и планеты» | “Economic Education Must Be for the Good of the People and the Planet” «Экономическое образование должно быть направлено на благо людей и планеты» | “Economic Education Must Be for the Good of the People and the Planet”

Интервью с Сонал Рагхуванши, движение Economists for Future

Позитивные изменения
«Американец китайского происхождения»: звезды «Все везде и сразу» в фэнтези от Disney «Американец китайского происхождения»: звезды «Все везде и сразу» в фэнтези от Disney

«Американец китайского происхождения» — добротный сериал для разных возрастов

Forbes
«Принес на первое свидание 5 кг красной рыбы» «Принес на первое свидание 5 кг красной рыбы»

Истории людей, которые нашли cвою любовь в Сети

Лиза
Как она хочет: 5 лучших нон-фикшн книг, которые помогут лучше понимать свою женщину Как она хочет: 5 лучших нон-фикшн книг, которые помогут лучше понимать свою женщину

Как достичь понимания со своей женщиной? Подскажут эти книги

Maxim
Оптические иллюзии возникают из-за наших глаз, а не психики! Интересные факты Оптические иллюзии возникают из-за наших глаз, а не психики! Интересные факты

Зрительные иллюзии вызваны ограничениями в работе глаз и зрительных нейронов

ТехИнсайдер
Рита и Саша Кутуковы Рита и Саша Кутуковы

Рита и Саша Кутуковы взрастили локальный бренд демократичной обуви Sintezia

Собака.ru
5 мифов о фитнесе после родов, в которые пора перестать верить 5 мифов о фитнесе после родов, в которые пора перестать верить

Как мамам после родов вернуться к прежнему образу жизни?

VOICE
Как попасть в игровую вселенную: 5 книг для тех, кто хочет познакомиться с жанром литРПГ Как попасть в игровую вселенную: 5 книг для тех, кто хочет познакомиться с жанром литРПГ

Книги, в которых герои попадают в виртуальные миры

ТехИнсайдер
Назло рекордам: 8 неочевидных причин заниматься спортом Назло рекордам: 8 неочевидных причин заниматься спортом

Несколько неочевидных причин уже завтра выйти на пробежку

Правила жизни
Директор аукционного дома Егор Молчанов: Нонконформисты существовали за пределами выставочной и музейной жизни Директор аукционного дома Егор Молчанов: Нонконформисты существовали за пределами выставочной и музейной жизни

Почему внимание коллекционеров обращено именно на художников-нонконформистов?

СНОБ
Он шантажом заставлял Софью рожать все чаще и чаще: жуткие факты из жизни Льва Толстого Он шантажом заставлял Софью рожать все чаще и чаще: жуткие факты из жизни Льва Толстого

Софья и Лев Толстой познакомились, когда ей было 18, а ему 34

ТехИнсайдер
Легенда на все времена. Wrangler 2024, с новым мягким верхом и 6.4-литровым мотором Легенда на все времена. Wrangler 2024, с новым мягким верхом и 6.4-литровым мотором

Jeep Wrangler сохраняет за собой титул «легендарного внедорожника»

4x4 Club
От сырных гонок до перетягивания ушами: 10 самых странных видов спорта От сырных гонок до перетягивания ушами: 10 самых странных видов спорта

Виды спорта, о которых вам не рассказывал на уроках физкультуры

ТехИнсайдер
Открыть в приложении