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
Суперкомпьютер раскрыл тайны «молекулярного ремонта» ДНК
Наука
В Китае разработали батарейку с радиоактивным углеродом, которая проработает до 100 лет
Наука
Ученые MIT разработали «простой способ» превратить клетки кожи в нейроны
Наука
Microsoft запускает ИИ Copilot для геймеров: он будет работать, как тренер
Новости
Частный лунный модуль сфотографировал солнечное затмение с Луны
Космос
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости
Это приложение буквально заставляет трогать траву и блокирует соцсети
Новости
Посмотрите на место гибели лунного аппарата «Афина»
Новости
Apple призвала срочно обновить iPhone из-за критической уязвимости  
Новости
В РосНИИРОС опровергли планы ICANN закрыть домен .su  
Новости
Европейские охотники каменного века «путешествовали» по морю в Африку
Наука
Зонд «Гера» сделал снимки спутника Марса на пути к «пострадавшему в ДТП» астероиду
Космос
В испанской пещере нашли «фрагменты лица» древнейшего жителя Западной Европы
Наука
Стартап представил робота, который готовит как шеф-повар лучших ресторанов
Новости
В паровом реакторе впервые зажгли термоядерную плазму
Новости
Работа, написанная ИИ, прошла научное рецензирование, но есть нюансы
Наука
Смертоносные звезды: два массовых вымирания связали со взрывами сверхновых
Космос
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Космос
Физики обнаружили доказательство предсказания Хокинга
Космос