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

Употребление картофеля фри связали с ростом риска сахарного диабета Употребление картофеля фри связали с ростом риска сахарного диабета

Регулярное употребление картофеля фри связано с риском сахарного диабета

N+1
Крымов, Диденко и Gogol School: какие культурные проекты создают русские эмигранты Крымов, Диденко и Gogol School: какие культурные проекты создают русские эмигранты

Чем русские театральные деятели занимаются за границей

Forbes
Тропические болота нивелировали успехи арктических в поглощении углерода Тропические болота нивелировали успехи арктических в поглощении углерода

Почему снижается продуктивность болот, поглощающих углерод

N+1
Культ силы: почему важно не исправлять минусы человека, а сфокусироваться на талантах Культ силы: почему важно не исправлять минусы человека, а сфокусироваться на талантах

Мы почти никогда не слышим, что нам нужно сконцентрироваться на своих талантах

Forbes
Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
Подарочный комплект от Brabus: внедорожник, катер и часы Подарочный комплект от Brabus: внедорожник, катер и часы

Кому-нибудь нужен подходящий подарочный комплект на день рождения?

4x4 Club
Байки новой реальности Байки новой реальности

Сколько теперь стоят мотоциклы

Деньги
Павел Кеив Павел Кеив

У промышленного дизайна в России совершенно точно есть будущее

Собака.ru
Ольга Богданова: «Зельдин в одночасье стал кумиром женщин, а Сазонова, которой было уже за пятьдесят, пользовалась огромным успехом у режиссеров» Ольга Богданова: «Зельдин в одночасье стал кумиром женщин, а Сазонова, которой было уже за пятьдесят, пользовалась огромным успехом у режиссеров»

В моем поступлении в Театр Советской армии решающую роль сыграл Зельдин

Коллекция. Караван историй
Константин Плотников Константин Плотников

Актер Константин Плотников к евангельскому возрасту получил роль мечты

Собака.ru
Знай свои права! Как вернуть деньги, если услуга некачественная Знай свои права! Как вернуть деньги, если услуга некачественная

Как отстоять свои права потребителя?

VOICE
Правила жизни Джона Ромиты — старшего Правила жизни Джона Ромиты — старшего

Правила жизни американского художника комиксов Джона Ромиты — старшего

Правила жизни
3 самых распространенных мифа об одиночестве, про которые пора забыть 3 самых распространенных мифа об одиночестве, про которые пора забыть

Что мы думаем об одиночестве?

Psychologies
Новая жизнь биотехнологий Новая жизнь биотехнологий

Биотехнологии стали драйвером развития многих важных областей экономики

РБК
Все на речку! 8 поразительных преимуществ плавания, о которых вы даже не догадывались Все на речку! 8 поразительных преимуществ плавания, о которых вы даже не догадывались

Плавание: плюсом к подтянутой фигуре вы получите еще и крепкое здоровье

ТехИнсайдер
Орангутаны немного побитбоксили Орангутаны немного побитбоксили

Приматологи слушали вокализации орангутанов с островов Борнео и Калитаман

N+1
Художник Гоша Острецов: «Искусство — это иллюзионизм» Художник Гоша Острецов: «Искусство — это иллюзионизм»

Гоша Острецов вспоминает жизнь художников советского андеграунда

СНОБ
Самые большие предметы в мире, которые создали в СССР Самые большие предметы в мире, которые создали в СССР

Настоящие поводы для гордости в СССР

Maxim
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
Прямо с куста Прямо с куста

Ягоды – это радость глаз и взрыв вкуса

Лиза
Нейросеть написала книгу вместе с авторами: Адрей Глебов о том, какого творить вместе с ИИ Нейросеть написала книгу вместе с авторами: Адрей Глебов о том, какого творить вместе с ИИ

Андрей Глебов поделился своими мыслями о роли нейросетей в будущем литературы

ТехИнсайдер
Белки из зубов указали на пол детей из погребений с моделями колыбелей эпохи бронзы Белки из зубов указали на пол детей из погребений с моделями колыбелей эпохи бронзы

Ученые провели протеомный анализ зубной эмали четырех детей эпохи бронзы

N+1
Лоскут, игрушка, одеяло Лоскут, игрушка, одеяло

Создатели семейного бренда Galka исследуют образ дома

Seasons of life
Нулевой пациент: история о том, как появилась корь Нулевой пациент: история о том, как появилась корь

Впервые корь был описана персидским философом и врачом Ар-Рази

Forbes
«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
К юбилею самого популярного китайского фантаста: 5 причин прочесть книги Лю Цысиня К юбилею самого популярного китайского фантаста: 5 причин прочесть книги Лю Цысиня

В 2010-х Лю Цысинь стал для западного читателя лицом китайской фантастики

ТехИнсайдер
Как заводить деловые связи и знакомства: 3 совета интровертам Как заводить деловые связи и знакомства: 3 совета интровертам

Как случилось, что люди, избегающие общения, добиваются успеха?

Psychologies
От проклятия до болезни: что думали о месячных в прошлом — и как с ними справлялись От проклятия до болезни: что думали о месячных в прошлом — и как с ними справлялись

Как в прошлом люди воспринимали менструацию? Какой была гигиена?

Psychologies
Марафон выбора: как мы находим друг друга — 4 вечно актуальных принципа Марафон выбора: как мы находим друг друга — 4 вечно актуальных принципа

Почему из множества потенциальных партнеров мы выбираем одного-единственного?

Psychologies
Судить по одежке: как имидж и внешность преступника могут повлиять на приговор Судить по одежке: как имидж и внешность преступника могут повлиять на приговор

Действительно ли внешний вид подсудимых имеет значение

Forbes
Открыть в приложении