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

Ожирение в детстве в четыре раза повысило вероятность долгосрочного отпуска по болезни в 25 лет Ожирение в детстве в четыре раза повысило вероятность долгосрочного отпуска по болезни в 25 лет

У страдавших ожирением в детстве высокая вероятность уйти в отпуск по здоровью

N+1
Московский дневник: что писал о российской столице немецкий философ Вальтер Беньямин Московский дневник: что писал о российской столице немецкий философ Вальтер Беньямин

Отрывок из московского дневника философа-марксиста Вальтера Беньямина

Forbes
Робопчелу научили садиться по-комарьи Робопчелу научили садиться по-комарьи

Инженеры разработали шасси для миниатюрного орнитоптера RoboBee

N+1
Как социоэкономический статус влияет на ваше общение с людьми? Узнайте секреты психологии! Как социоэкономический статус влияет на ваше общение с людьми? Узнайте секреты психологии!

Как социоэкономический статус влияет на самооценку людей и их мышление

ТехИнсайдер
Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой) Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой)

Не знаете, как быстро возбудить девушку до предела? Вы по адресу!

Playboy
Глубоководные осьминоги спустились на 2600 метров ради охоты Глубоководные осьминоги спустились на 2600 метров ради охоты

Большую часть времени эти осьминоги проводят в толще воды, а охотятся на дне

N+1
Инвестиции в продукты виноделен — на какие российские вина стоит обратить внимание Инвестиции в продукты виноделен — на какие российские вина стоит обратить внимание

Как заработать, купив бутылку вина?

СНОБ
В 1986 году рядом с озером Ньос умерло 1746 человек и все животные. Это случилось за пару секунд В 1986 году рядом с озером Ньос умерло 1746 человек и все животные. Это случилось за пару секунд

21 августа 1986 года на озере Ньос был слышен странный грохочущий звук...

ТехИнсайдер
Торможение на повороте: что мешает построить в России экономику предложения Торможение на повороте: что мешает построить в России экономику предложения

Экономика предложения: достаточно ли в России производственных ресурсов для нее?

Forbes
В Кыргызстане едят камни? Поразительно, но да! Вот чем это объясняется В Кыргызстане едят камни? Поразительно, но да! Вот чем это объясняется

Зачем люди в Центральной Азии едят глину?

ТехИнсайдер
Недружелюбный или эмоционально нестабильный: 4 типа токсичных начальников — как найти подход Недружелюбный или эмоционально нестабильный: 4 типа токсичных начальников — как найти подход

Что делать, если источник проблем — ваш босс?

Psychologies
Движение HeForShe: как мужчины и компании объединяются, чтобы бороться с патриархатом Движение HeForShe: как мужчины и компании объединяются, чтобы бороться с патриархатом

Как появилось и чем занимается движение HeForShe?

Forbes
Солнечному миру, ядерному взрыву Солнечному миру, ядерному взрыву

Как поп-культура 1980-х справлялась со страхом ядерной войны

Weekend
Planet9. Агния Стерлигова и Александр Кармаев Planet9. Агния Стерлигова и Александр Кармаев

Бюро Planet9 устроило в Петербурге два интерактивных выставочных суперхита

Собака.ru
Город мечты Город мечты

На берегу Каспийского моря Эмин Агаларов строит город своей мечты

OK!
Отвратительный конкурс! В Эфиопии 6 месяцев отращивают животы с помощью крови и молока Отвратительный конкурс! В Эфиопии 6 месяцев отращивают животы с помощью крови и молока

Некоторые мужчины Эфиопии соревнуются, чтобы стать самыми толстыми

ТехИнсайдер
Ген рецептора калиевого канала оказался ответственным за высоту человеческого голоса Ген рецептора калиевого канала оказался ответственным за высоту человеческого голоса

Что отвечает за высоту человеческого голоса?

N+1
За мороженым За мороженым

Лето, солнце и пломбир в стаканчике делают нашу жизнь еще прекраснее!

Лиза
Новостройки держатся Новостройки держатся

Цены стагнируют на фоне роста предложения и нестабильности спроса

Деньги
Александр Семенов, Даниил Веретенников & Гавриил Малышев Александр Семенов, Даниил Веретенников & Гавриил Малышев

Рупоры капрома готовят книгу о постсоветском наследии России

Собака.ru
На роспуск Думской На роспуск Думской

История российской коктейльной культуры

СНОБ
Майонезный шик: как этот соус стал одним из самых популярных в мире Майонезный шик: как этот соус стал одним из самых популярных в мире

Как майонез появился в России и почему пользуется такой популярностью сейчас

Forbes
Гельголанд, роковой остров Гельголанд, роковой остров

Маленький остров Гельголанд пережил много всего

Дилетант
Туманные горизонты Туманные горизонты

Компаниям придется продолжить адаптацию к радикально изменившимся условиям

РБК
«Я очень переживала. Поехала на «Я очень переживала. Поехала на

Певица Зара рассказала о крахе первого брака

VOICE
Художник Гоша Острецов: «Искусство — это иллюзионизм» Художник Гоша Острецов: «Искусство — это иллюзионизм»

Гоша Острецов вспоминает жизнь художников советского андеграунда

СНОБ
Кинофраншизы, которые не сдуваются до конца Кинофраншизы, которые не сдуваются до конца

Тот самый случай, когда первый фильм, сиквел, триквел и дополняют друг друга

Maxim
«Онлайн снимает любые барьеры для людей» «Онлайн снимает любые барьеры для людей»

О внедрении искусственного интеллекта и секретах популярности коротких видео

РБК
Растет популярность гастротуров Растет популярность гастротуров

Знакомство с кулинарными традициями дополняет многие туристические программы

РБК
Почему камера на 50 Мп может снимать лучше, чем сенсор на 108 Мп? Почему камера на 50 Мп может снимать лучше, чем сенсор на 108 Мп?

Почему большое количество мегапикселей не всегда выдаёт хорошие результаты?

CHIP
Открыть в приложении