Прорыв в квантовой физике: ученые обнаружили новые состояния материи

Они проявились в условиях экстремально низких температур и чрезвычайно сильного магнитного поля.

Физики из Университета штата Джорджия, США, обнаружили новые состояния материи в двухмерной плоской системе. Ученые изучали такое сложное явление, как дробный квантовый эффект Холла (ДКЭХ), и сделали важное открытие. По словам авторов исследования, открытие предлагает новое понимание квантовых систем, пишет Interesting Engineering (перевод — «Фокус»).

Физики обнаружили неожиданное поведение состояний ДКЭХ, когда применялся дополнительный ток. Новые состояния материи ученые наблюдали при температурах, которые близки к абсолютному нулю, то есть минус 273 градуса Цельсия. Также присутствовало чрезвычайно сильное магнитное поле, которое в 100 тысяч раз сильнее, чем у Земли.

В мире ДКЭХ частицы могут иметь дробные заряды и действовать удивительными способами, которые бросают вызов классической физике. По словам ученых, изучение дробного квантового эффекта Холла является основным направлением современной физики конденсированного состояния. Дело в том, что частицы в двухмерной плоской системе могут иметь множество «личностей».

Исследования в этой области лежат в основе технологий, которые люди используют каждый день. Речь идет о смартфонах, компьютерах и солнечных панелях.

Физики использовали полупроводниковые компоненты, изготовленные из арсенида галлия и арсенида галлия и алюминия, чтобы создать двухмерную систему, которая способствует беспрепятственному движению электронов. При добавлении дополнительного тока, физики наблюдали удивительное расщепление и последующее пересечение состояний ДКЭХ. Это явление никогда еще не видели.

По словам ученых, они впервые наблюдали возбужденные состояния дробного квантового состояния Холла, индуцированных постоянным током. Это открытие говорит о существовании совершенно новых состояний материи.

Результаты исследования не только бросают вызов существующим теориям, но и предполагают гибридное происхождение наблюдаемого неравновесного дробного квантового эффекта Холла в возбужденном состоянии. Это открытие может иметь большое значение для квантовых вычислений и материаловедения.

Физики намерены продолжить исследование этих явлений в более экстремальных условиях и использовать новые методы. Ученые уверены, что эта работа может раскрыть более сложные аспекты квантовых систем и внести значительный вклад в технологический прогресс.