Новые состояния материи открыли в двумерном пространстве электронов

Физики наблюдали за поведением электронов в экстремальных условиях: при температуре близкой к абсолютному нолю и в магнитном поле, которое почти в 100 000 раз мощнее земного.

Физики из Университета штата Джорджия изучали дробный квантовый эффект Холла. Он проявляется в двумерном электронном газе при экстремально низкой температуре в сильных магнитных полях. Анализ показал, что при приложении дополнительного тока состояния дробного эффекта неожиданно расщепляются и переплетаются, демонстрируя новые неравновесные значения заряда для квантовых систем и обнаруживая неизвестные состояния материи.

Ученые использовали полупроводниковые компоненты с высокой подвижностью электронов, изготовленные из арсенида галлия и арсенида алюминия-галлия. Полупроводники охладили до температуры на доли градуса выше абсолютного ноля (-273 °C) для создания двумерной среды, способствующей беспрепятственному движению электронов и поместили в магнитное поле с индукцией почти в 100 тыс. раз больше земного.

Вводя в систему дополнительный ток, физики наблюдали удивительное расщепление и последующие пересечения ранее известных состояний дробного квантового эффекта Холла.

«Мы впервые сообщаем об экспериментальных наблюдениях возбужденных состояний дробных дробного квантового эффекта Холла, индуцированных смещением постоянного тока», — заявляет Кушана Виджевардена, соавтор исследования. Ученые добавляют, что результаты наблюдений подразумевают наличие совершенно новых состояний материи.

Подумайте о традиционном изучении дробных квантовых эффектов Холла как об исследовании первого этажа здания. Наше исследование заключается в поиске и открытии верхних этажей — этих захватывающих, неисследованных уровней — и выяснении того, как они выглядят.

Рамеш Мани, соавтор исследования

Электрон описывают в виде частицы с фиксированным отрицательным зарядом. Но в особых экстремальных условиях они располагаются так плотно, что начинают вести себя словно дроби целой частицы с разделением заряда на компоненты. Такое поведение называют дробным квантовым эффектом Холла.

Исследования дробления заряда уже несколько десятилетий находятся в центре внимания физики конденсированного состояния. Их результаты лежат в основе технологий, применяемых в смартфонах, компьютерах, солнечных батареях и квантовых устройствах.

Результаты нового исследования расширяют представления ученых об этих сложных системах. Открытие также найдет применение в микроэлектронике, энергосберегающих приборах и квантовых вычислениях, добавляют авторы исследования.

Подробно результаты исследования описаны в статье в журнале Nature Communications Physics.


Читать далее:

Древняя пирамида обрушилась в Мексике: раньше это случалось перед бедой

Редкое событие: скоро в небе будет видно «двойное» суперлуние

Нейросеть для создания видео теперь бесплатная: на что она способна

Иллюстрация на обложке: Изображение от starline на Freepikсведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Создан робот-голубь, который летает как настоящая птица
Наука
На страницах тысячелетнего Голубого Корана нашли скрытый текст
Наука
Уязвимость ИИ: типы атак LLM-injection и способы защиты от них
Технологии
Intel случайно упомянула о планах по разработке ИИ-ускорителя
Новости
S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl вышел спустя 15 лет: цены, патчи, бесплатный контент и концовка
Новости
Посмотрите, как прототип космоплана Aurora разогнали до 1,1 Маха 
Новости
Российских айтишников обяжут преподавать в вузах: кого это коснется
Новости
Киберспорт в России сегодня: плюсы и минусы разных бизнес-моделей
Мнения
Одинокого дельфина нашли в Балтийском море: он «разговаривает» сам с собой
Наука
Физики обнаружили сразу три формы хаоса
Наука
Российского хакера экстрадировали в США за создание вируса-вымогателя
Новости
Ученые впервые раскрыли форму короны черной дыры
Космос
Названы сроки запуска аналога Apple Pay в России
Новости
В России придумали, как искать телефонных мошенников по голосу
Новости
Лазерную связь в космосе предложили использовать, чтобы фотографировать черные дыры
Космос
Чат-бот Google научили запоминать пользователей
Новости
Ген одноклеточного организма возрастом 422 млн лет помог создать живую мышь
Наука
Пользователи Apple подверглись атаке из-за уязвимости нулевого дня
Новости
Анализ 11 млрд лет эволюции Вселенной подтвердил, что Эйнштейн был прав
Космос
SpaceX в шестой раз запустила в космос Starship, но утопила первую ступень
Космос