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
Томатам вернули сладость, отключив два гена
Наука
«Красные монстры» ранней Вселенной противоречат моделям развития галактик
Наука
Google использовал 40 000 000 телефонов, чтобы составить карту ионосферы
Наука
Физики обнаружили, что сам свет может отбрасывать тень
Наука
Продолжительность детства у древних людей изучили по ископаемым зубам
Наука
Оказалось, мы живем не в лучшей для разумной жизни Вселенной
Космос
В России пройдет международный хакатон по обнаружению голосовых дипфейков
Новости
Этот гаджет превратит смартфон во флейту или другой музыкальный инструмент
Новости
Госдума обяжет установку RuStore на всех гаджетах в России: проект приняли в I чтении
Новости
Эйнштейн ошибался: его главная теория не подходит нашей Вселенной
Космос
Сотни стартапов и тысячи идей: в Москве подвели итоги форума «ТехПред 2024»
Новости
Контур.Толк запускает бесплатную версию для онлайн-встреч без ограничений по времени
Технологии
Starship довезет пассажиров из Европы в США за полчаса на скорости 27 000 км/ч
Новости
Новое приложение для видеокарт GeForce от Nvidia уже доступно для скачивания
Новости
Rutube упростил подачу сведений о блогерах в Роскомнадзор
Новости
Бюджетный термоядерный реактор смог удержать плазму при 300 000 °С 
Новости
Посмотрите на картину робота-художника: ее продали 1 000 000 долларов
Новости
Илона Маска назначили в Белый дом: какие планы у миллиардера в правительстве Трампа
Новости
Ученая вылечила собственный рак с помощью вирусов из лаборатории
Наука
Платформу китайского гуманоидного робота открыли для всех разработчиков
Новости