Учёные MIT зафиксировали дробный квантовый эффект Холла без магнитного поля

Что, если электроны могут не только течь, как река, но и превращаться в лёд? Учёные из MIT столкнулись с удивительным явлением в ультратонком графене, которое может полностью изменить наше понимание квантовой физики.

Графен и его редкая модификация

В основе открытия — ромбоэдрический пентаслойный графен. Это пятислойный вариант привычного графена, где атомы выстроены особым образом. Такая структура открыла настоящую "золотую жилу" для исследований.

"Мы нашли золотую жилу, и каждая лопата открывает что-то новое", — заметил Лу Цзюй

Квантовый "сэндвич"

Чтобы изучить свойства материала, его заключили между слоями нитрида бора. Под действием напряжения электроны начали вести себя неожиданно: они словно делились сами на себя, демонстрируя дробный квантовый эффект Холла. Причём это происходило без привычного магнитного поля — абсолютная сенсация!

Лёд при температуре почти ноль

Эксперименты при 30 милликельвина показали, что электроны могут замерзать, образуя электронный "лёд". При этом они продолжают существовать рядом с "реками" электронных потоков. Представьте карту, где ледники пересекают реки — именно так выглядит квантовый ландшафт нового материала.

Будущее квантовой электроники

Это открытие — не просто любопытный факт. Оно открывает дорогу к квантовым компьютерам, новым видам сверхпроводников и революционным устройствам будущего. Причём необычное поведение электронов наблюдается не только в пентаслойном, но и в четырёхслойном графене.

Что дальше

Учёные уверены: это лишь начало. "Золотая жила" графена продолжает удивлять, а за горизонтом уже маячат ещё более фантастические открытия в мире квантовой материи.

Уточнения

Графе́н (англ. graphene) — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом.