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

Потепление на полтора градуса пойдет на пользу сибирской тайге Потепление на полтора градуса пойдет на пользу сибирской тайге

Как повлияет потепление климата на амазонские леса и сибирскую тайгу?

N+1
В чем разница между красным, белым и желтым репчатым луком? Дело не только в цвете! В чем разница между красным, белым и желтым репчатым луком? Дело не только в цвете!

Теперь вы будете знать, какой лук лучше выбирать в магазине!

ТехИнсайдер
У берегов Явы обнаружили обломки черепов поздних эректусов У берегов Явы обнаружили обломки черепов поздних эректусов

Впервые были описаны фрагменты черепов архаичных людей, поднятые у острова Ява

N+1
«Профориентационные туристические маршруты помогут привлекать кадры» «Профориентационные туристические маршруты помогут привлекать кадры»

Чем промышленный туризм интересен бизнесу

РБК
Следует ли вам чистить зубы до или после завтрака? Ученые наконец-то разрешили спор Следует ли вам чистить зубы до или после завтрака? Ученые наконец-то разрешили спор

Если дело доходит до утренней чистки зубов, когда это нужно делать?

ТехИнсайдер
Не на каждый день Не на каждый день

Эта московская квартира была задумана и реализована как «квартира–шкатулка»

SALON-Interior
Психостимуляторы оказались бесполезны при решении задачи о рюкзаке Психостимуляторы оказались бесполезны при решении задачи о рюкзаке

Повышение когнитивных усилий нивелировалось снижением их качества

N+1
Lego, Barbie и Hot Wheels: как работают инвестиции в игрушки Lego, Barbie и Hot Wheels: как работают инвестиции в игрушки

Зачем взрослые по всему миру скупают конструкторы, машинки и кукол?

РБК
Высокий сезон Высокий сезон

Начало лета – самое время есть спаржу. Свежую, сочную, наполненную витаминами

Лиза
Что делать, если громко урчит живот: 10 работающих лайфхаков Что делать, если громко урчит живот: 10 работающих лайфхаков

Как быстро избавиться от урчания в животе?

ТехИнсайдер
Аспирин снизил риск развития опухоли печени у больных с неалкогольной жировой болезнью печени Аспирин снизил риск развития опухоли печени у больных с неалкогольной жировой болезнью печени

Ежедневный прием аспирина снижает риск развития гепатоцеллюлярной карциномы

N+1
ИИ выяснил, что сказки полны гендерных предубеждений. Надо что-то менять ИИ выяснил, что сказки полны гендерных предубеждений. Надо что-то менять

Система искусственного интеллекта, которая анализирует детские сказки

ТехИнсайдер
Введение аденовирусного вектора в мозг вылечило глухоту у взрослых мышей Введение аденовирусного вектора в мозг вылечило глухоту у взрослых мышей

Введение аденовирусного вектора вернуло слух глухим взрослым мышам

N+1
Вышли из бухты Вышли из бухты

Robb Report изучил новые лодки и выбрал из них самые интересные

Robb Report
От герцогов до новаторов: как обувщики Doucal’s отмечают полувековой юбилей От герцогов до новаторов: как обувщики Doucal’s отмечают полувековой юбилей

Креативный директор бренда Doucal’s — о связи «умных очков» и производстве обуви

Forbes
Как тип привязанности повлияет на ваши отношения: 3 сценария Как тип привязанности повлияет на ваши отношения: 3 сценария

Как сценарий отношений зависит от детского опыта партнеров?

Psychologies
Беседы с Хичкоком и пожары в Якутии: семь самых интересных фильмов Beat Film Festival Беседы с Хичкоком и пожары в Якутии: семь самых интересных фильмов Beat Film Festival

Картины конкурса Beat Film Festival, которые точно стоит посмотреть

Forbes
«Французская кухня в России и русской литературе» «Французская кухня в России и русской литературе»

Как русские классики писали о французских блюдах

N+1
Внутренний ребенок: как и зачем с ним общаться? Внутренний ребенок: как и зачем с ним общаться?

Познакомиться и подружиться со своим внутренним ребенком, чтобы стать счастливее

Psychologies
В сердечном ритме В сердечном ритме

Почему у современного ритма жизни есть «сердечное» сопровождение?

Лиза
Мягкая робо-перчатка поможет научиться играть на пианино Мягкая робо-перчатка поможет научиться играть на пианино

Мягкая робо-перчатка может стать «учителем» музыки

ТехИнсайдер
Вошли в династию: как выглядят мужья и жены детей знаменитых актеров Вошли в династию: как выглядят мужья и жены детей знаменитых актеров

Избранники и избранницы, которые вошли в знаменитые актерские династии

VOICE
Растения «чувствуют», когда к ним прикасаются! Вот как это возможно Растения «чувствуют», когда к ним прикасаются! Вот как это возможно

Растительные клетки посылают разные сигналы, реагируя на прикосновения

ТехИнсайдер
Могли ли динозавры видеть «чужими глазами»: любопытное исследование Могли ли динозавры видеть «чужими глазами»: любопытное исследование

Могли ли динозавры использовать визуальное восприятие перспективы?

ТехИнсайдер
Мотоциклы с коляской как лучшее средство взволновать девушку Мотоциклы с коляской как лучшее средство взволновать девушку

Когда-то мотоциклы с коляской играли важную роль в жизни людей

Maxim
Наперегонки с ветром Наперегонки с ветром

Нужен ли парусной лодке двигатель и в чём турки лучше греков?

Robb Report
Двойные стандарты в отношениях Двойные стандарты в отношениях

Как определить двойные стандарты в отношениях?

Лиза
«В России в принципе не очень хорошо с памятью» «В России в принципе не очень хорошо с памятью»

Как бывший журналист пытается вернуть одному селу его прошлое

Weekend
Эксперт объяснил, почему ИИ в одних задачах превосходит человека, а в других делает дикие ошибки Эксперт объяснил, почему ИИ в одних задачах превосходит человека, а в других делает дикие ошибки

Инструмент, который может объяснить, как работают модели ИИ

ТехИнсайдер
«Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную «Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную

Как развивалась ранняя Вселенная?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении