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
Новый подход к программам долгосрочной мотивации сотрудников: кейс «Авито» Новый подход к программам долгосрочной мотивации сотрудников: кейс «Авито»

Как компания «Авито» решила вопрос долгосрочной мотивации сотрудников

Forbes
Какие БАДы работают при депрессии: исследование Какие БАДы работают при депрессии: исследование

Насколько безрецептурные пищевые добавки полезны для облегчения депрессии

ТехИнсайдер
Как обсуждать секс с партнером: 6 вопросов и 3 совета для диалога Как обсуждать секс с партнером: 6 вопросов и 3 совета для диалога

Эти вопросы помогут вам открыть новые возможности для сексуального опыта

Psychologies
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
В пещерной системе Райзинг Стар нашли погребения Homo naledi и произведения искусства В пещерной системе Райзинг Стар нашли погребения Homo naledi и произведения искусства

Архаичные люди с маленьким мозгом занимались символической деятельностью

N+1
«Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную «Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную

Как развивалась ранняя Вселенная?

ТехИнсайдер
Как безболезненно разносить новую пару обуви: 5 эффективных способов Как безболезненно разносить новую пару обуви: 5 эффективных способов

Разносить обувь без вреда для ног можно сразу несколькими способами!

ТехИнсайдер
Держись подальше Держись подальше

7 заблуждений об алкогольной зависимости, в которые до сих пор многие верят

Лиза
Как механический таракан побеждает травму: рецензия на фильм «Голова-жестянка» Как механический таракан побеждает травму: рецензия на фильм «Голова-жестянка»

«Голова-жестянка» — образец живого и правдивого кино для и про подростков

Psychologies
Всё, что нужно знать о новом Jeep Avenger Всё, что нужно знать о новом Jeep Avenger

Простите, а это точно Jeep?

4x4 Club
Нерожденный ребенок: как пережить прервавшуюся беременность Нерожденный ребенок: как пережить прервавшуюся беременность

Правил, которые помогут пережить прервавшуюся беременность и сохранить здоровье

Psychologies
Деревянные руки для робота: необычное изобретение Деревянные руки для робота: необычное изобретение

Теперь ученые использовали древесину для роботизированного захвата

ТехИнсайдер
Геймпад для управления и никакой сертификации: что известно об OceanGate, батискаф которой затонул возле «Титаника» Геймпад для управления и никакой сертификации: что известно об OceanGate, батискаф которой затонул возле «Титаника»

OceanGate: как был устроен «Титан» и почему он затонул?

VC.RU
Почему мы так любим кино про недалекое прошлое: 4 причины Почему мы так любим кино про недалекое прошлое: 4 причины

Что стоит за любовью россиян к фильмам про прошлое?

Psychologies
Что упало, не пропало Что упало, не пропало

Метеоритные кратеры на Земле

Наука и жизнь
Датский кинорежиссер Мартин Сковбьерг: Если мы не переосмыслим суть привилегированности, то чувства многих останутся проигнорированы Датский кинорежиссер Мартин Сковбьерг: Если мы не переосмыслим суть привилегированности, то чувства многих останутся проигнорированы

Режиссер Мартин Сковбьерг — о губительных социальных нормах и Копенгагене

СНОБ
Иван Волков Иван Волков

Все постановки с актером Иваном Волковым — автоматически зрительские хиты

Собака.ru
Пряности Пряности

Пряности, без которых немыслима не только французская, но и многие другие кухни

Здоровье
Серийный убийца, орудовашвий в 1980-е, сдался полиции в 2023 году! Совесть замучила? Серийный убийца, орудовашвий в 1980-е, сдался полиции в 2023 году! Совесть замучила?

Почему серийный убийца явился с повинной?

ТехИнсайдер
Мария Червоткина Мария Червоткина

Главный инфлюенсер Петербурга Мария Червоткина — фея русской моды новой волны

Собака.ru
Новый Lexus GX доказывает, что у стильной формы может быть содержание Новый Lexus GX доказывает, что у стильной формы может быть содержание

Более крупный и мощный Lexus GX получил первое серьёзное обновление

4x4 Club
Английский Гитлер Английский Гитлер

Освальд Эрнальд Мосли известен советским людям по фильму «Обыкновенный фашизм»

Дилетант
Из России — в Грузию: зачем дочь Тутберидзе сменила спортивное гражданство Из России — в Грузию: зачем дочь Тутберидзе сменила спортивное гражданство

Что потеряло наше фигурное катание и приобрело грузинское?

Forbes
Древнерусская невеста: как выходили замуж и устраивали свадебные пиры на Руси Древнерусская невеста: как выходили замуж и устраивали свадебные пиры на Руси

На Руси свадьба была делом общесемейным, поэтому заключались браки как сделки

Forbes
Синие пенисы и пульсирующие вульвы: что такое эпидидимальная гипертензия и чем она опасна Синие пенисы и пульсирующие вульвы: что такое эпидидимальная гипертензия и чем она опасна

Как эпидидимальная гипертензия влияет на сексуальное поведение

Psychologies
Что делать, если ребенок упрям? Советы из 1956 года Что делать, если ребенок упрям? Советы из 1956 года

Как побороть упрямство ребенка?

Psychologies
Любовь-ностальгия: спорим, ты забыла, что Джонни Депп встречался с этими популярными актрисами Любовь-ностальгия: спорим, ты забыла, что Джонни Депп встречался с этими популярными актрисами

В жизни Джонни Деппа было немало романов

VOICE
Не похожий на меня: что смотреть, если вам нравится «Черное зеркало» Не похожий на меня: что смотреть, если вам нравится «Черное зеркало»

Пять шоу, похожих на «Черное зеркало»

Правила жизни
Человек, который не стал Гарри Поттером. Отрывок из романа Давида Фонкиноса Человек, который не стал Гарри Поттером. Отрывок из романа Давида Фонкиноса

Глава из романа о провале, который оказался вдохновляющей историей преодоления

СНОБ
Открыть в приложении