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

Вынашивающих потомство в горловом мешке лягушек эвакуировали с чилийского острова из-за смертельного грибка Вынашивающих потомство в горловом мешке лягушек эвакуировали с чилийского острова из-за смертельного грибка

Как редких южноамериканских лягушек спасли в Лондонском зоопарке

N+1
История одного свадебного платья: почему иорданская принцесса Рим Аль Али двадцать лет носит наряд, пошитый в России История одного свадебного платья: почему иорданская принцесса Рим Аль Али двадцать лет носит наряд, пошитый в России

Почему принцесса Рим до сих пор носит свой свадебный наряд?

VOICE
Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку! Исследование: в мозге человека нанопластика хватит на целую пластиковую ложку!

Какие последствия может иметь для здоровья наличие в мозге нанопластика?

ТехИнсайдер
«Муж шагнул в вечность»: вдова Юрия Шатунова обратилась к поклонникам певца в годовщину его смерти «Муж шагнул в вечность»: вдова Юрия Шатунова обратилась к поклонникам певца в годовщину его смерти

Светлана Шатунова рассказала, каким мужем и отцом был Юрий Шатунов

VOICE
Как утолить эмоциональный голод, если у вас нет партнера: 5 сфер, на которые стоит обратить внимание женщине Как утолить эмоциональный голод, если у вас нет партнера: 5 сфер, на которые стоит обратить внимание женщине

Одиночество — это не пустота, а пространство для наполнения своей жизни смыслами

Psychologies
Достойный поклонения Достойный поклонения

Летнее путешествие в легендарный город позволит вам не только отдохнуть

Отдых в России
Как быть, если у мужчины не проснулись отцовские чувства: 4 совета от Андрея Курпатова Как быть, если у мужчины не проснулись отцовские чувства: 4 совета от Андрея Курпатова

Как мужчины воспринимают отцовство?

Psychologies
Жажда власти, похоть и тщеславие в фильме Паоло Соррентино о Сильвио Берлускони Жажда власти, похоть и тщеславие в фильме Паоло Соррентино о Сильвио Берлускони

«Лоро» Паоло Соррентино — ироничный байопик о Сильвио Берлускони

Правила жизни
«Посадить мысли на шпагат»: как наладить режим тренировок и питания — 3 совета «Посадить мысли на шпагат»: как наладить режим тренировок и питания — 3 совета

Что, если прислушаться к внутреннему голосу и быть настойчивыми, но гибкими?

Psychologies
Как выглядит в обычной жизни самая красивая принцесса Иордании - и какой она была еще несколько лет назад Как выглядит в обычной жизни самая красивая принцесса Иордании - и какой она была еще несколько лет назад

Хаала бинт аль Хашим проснулась знаменитой после свадьбы своего кузена

VOICE
«Это было очень мило. Я заплакала»: Сара Фергюсон раскрыла тайну имени сына принцессы Евгении «Это было очень мило. Я заплакала»: Сара Фергюсон раскрыла тайну имени сына принцессы Евгении

Бывшая невестка Елизаветы II рассказала о младшем внуке

VOICE
Аккумуляторная независимость: как в России развивается производство литий-ионных накопителей энергии Аккумуляторная независимость: как в России развивается производство литий-ионных накопителей энергии

О том, какова сейчас ситуация с литием и аккумуляторами в России

ТехИнсайдер
Что рождается в спорах: пятиминутный путеводитель по главным грибам в истории Что рождается в спорах: пятиминутный путеводитель по главным грибам в истории

Грибы — это организмы, не раз менявшие ход истории

Правила жизни
НИИЭФА. Команда им. Д. В. Ефремова НИИЭФА. Команда им. Д. В. Ефремова

Одна из важнейших частей экспериментального термоядерного реактора ITER

Собака.ru
Ангина, Лаки, Акула: как сегодня живут поп-дивы нулевых с самыми странными псевдонимами Ангина, Лаки, Акула: как сегодня живут поп-дивы нулевых с самыми странными псевдонимами

20 лет назад их треки гремели на всех танцполах страны. А что потом?

VOICE
3 вещи, которые старят и прибавляют вес женщинам после 40 лет: мнение эксперта 3 вещи, которые старят и прибавляют вес женщинам после 40 лет: мнение эксперта

Гардероб после сорока лет — это не сплошные правила и отказы

VOICE
Седло и стремя Седло и стремя

Как люди изобретали приспособления для управления лошадью

Вокруг света
Как арктические микроорганизмы строят себе железомарганцевый дом Как арктические микроорганизмы строят себе железомарганцевый дом

Бактерии формируют себе надежное убежище и одновременно создают запасы сырья

Наука
Знаменитости покоряют «24 часа Ле-Мана»: кто из актеров и рок-звезд стал автогонщиком Знаменитости покоряют «24 часа Ле-Мана»: кто из актеров и рок-звезд стал автогонщиком

Знаменитости, которые принимали участие в легендарном марафоне «24 часа Ле-Мана»

Forbes
Профессор из Стэнфорда уверен, что инопланетяне уже на Земле, но люди ничего не замечают! Согласны? Профессор из Стэнфорда уверен, что инопланетяне уже на Земле, но люди ничего не замечают! Согласны?

Неужели инопланетяне были на Земле? Как это проверить?

ТехИнсайдер
Что такое «дофаминовая перезагрузка» и почему она так нужна нам сегодня Что такое «дофаминовая перезагрузка» и почему она так нужна нам сегодня

Что такое дофаминовая система, как она связана с получением удовольствия

Psychologies
Ты и бывший: что остается после финала? Ты и бывший: что остается после финала?

Любовь однажды заканчивается, но след от нее растягивается на годы

VOICE
Эксперт: ИИ не отнимет рабочие места у среднего класса, но сильно изменит саму работу Эксперт: ИИ не отнимет рабочие места у среднего класса, но сильно изменит саму работу

Лишь немногие останутся без работы из-за развития ИИ

ТехИнсайдер
Нутрия: инвазивные грызуны необычного размера Нутрия: инвазивные грызуны необычного размера

Нутрии не только грызуны с прекрасным мехом, но и настоящие вредители

ТехИнсайдер
Исследователи попросили ChatGPT разработать кадровую политику компании. Он не справился, но помог Исследователи попросили ChatGPT разработать кадровую политику компании. Он не справился, но помог

Какую помощь может оказать чат-бот при формировании кадровой политики

ТехИнсайдер
Как селфи влияют на нашу самооценку и что с этим делать Как селфи влияют на нашу самооценку и что с этим делать

Какое именно влияние неоднозначная практика селфи оказывает на людей

VOICE
Александр Траугот Александр Траугот

За авторской росписью Александра Траугота охотятся фанаты и коллекционеры

Собака.ru
Прокрастинация: откуда берётся и как с ней быть Прокрастинация: откуда берётся и как с ней быть

Почему люди прокрастинируют и нужно ли с этим бороться?

VC.RU
«Маленькие птичьи сердца». Дебютный роман Виктории Ллойд-Барлоу о родительстве и одиночестве «Маленькие птичьи сердца». Дебютный роман Виктории Ллойд-Барлоу о родительстве и одиночестве

Отрывок из романа Виктории Ллойд-Барлоу о цене доверия между людьми

СНОБ
«Устойчивое развитие северных регионов невозможно без участия женщин» «Устойчивое развитие северных регионов невозможно без участия женщин»

Как гендерное равенство влияет на реализацию социальных проектов и инициатив

РБК
Открыть в приложении