Исследователи из Брауновского университета выявили новый вид частиц, который может изменить представление о квантовой физике. Эти частицы, названные фракционными экситонами, были описаны в журнале Nature. Они обладают необычными квантовыми свойствами и могут способствовать разработке более эффективных квантовых технологий.
Фракционные экситоны были выявлены в рамках изучения дробного квантового эффекта Холла, явления, связанного с изменением напряжения в проводнике под воздействием магнитного поля. В отличие от классического эффекта Холла, где скачки напряжения имеют целочисленные значения, дробный эффект демонстрирует изменения, кратные долям заряда электрона.
Для эксперимента команда использовала структуру из двух слоев графена, разделенных слоем гексагонального нитрида бора. Такой подход обеспечил точный контроль над движением электронов и способствовал образованию экситонов — пар, состоящих из электрона и его "пустоты" (дыры). В экстремальных условиях сильного магнитного поля ученые зафиксировали появление фракционных экситонов с характеристиками, отличающимися от классических частиц.
По своим свойствам экситоны оказались уникальными. В отличие от бозонов, которые могут занимать одно квантовое состояние, или фермионов, которым это запрещено принципом Паули, фракционные экситоны проявляют характеристики обоих типов частиц. Это делает их своеобразным гибридом, чьи свойства требуют дальнейшего изучения.
Исследователи намерены продолжить эксперименты, чтобы изучить взаимодействие фракционных экситонов и найти способы управления их поведением.
