В квантовой физике существуют явления, которые невозможно объяснить с точки зрения классической физики. Одним из таких открытий стало обнаружение новых квантовых частиц, названных дробными экситонами. Эти частицы ведут себя как гибрид двух фундаментальных типов частиц — фермионов и бозонов, что является неожиданным и важным шагом в развитии науки, пишет «Хайтек».
Исследование, опубликованное в журнале Nature, объясняет, как дробные экситоны ведут себя на основе дробного квантового эффекта Холла. Он возникает, когда магнитное поле воздействует на материал с электрическим током, создавая боковое напряжение. В случае дробного эффекта Холла это напряжение увеличивается не по целым, а по дробным величинам, что связано с переносом части заряда электрона.
Для создания дробных экситонов физики использовали структуру из двух тонких слоев графена, разделенных изолирующим кристаллом нитрида бора. После воздействия сильного магнитного поля, в миллионы раз сильнее земного, ученые впервые обнаружили эти необычные частицы. Дробные экситоны обладают свойствами как фермионов, так и бозонов, что делает их уникальными.
Фермионы и бозоны — это две группы элементарных частиц. Бозоны могут находиться в одном квантовом состоянии одновременно, а фермионы — нет. Дробные экситоны, совмещая свойства обеих групп, открывают новые возможности для создания квантовых технологий, таких как квантовые компьютеры и методы хранения информации.
Следующим шагом ученые планируют исследовать взаимодействие дробных экситонов с другими частицами и возможности контроля их поведения. Это открытие обещает значительные прорывы в области квантовых вычислений и других перспективных технологий.