Zespół naukowców z Uniwersytetu Harvarda po raz pierwszy zaobserwował rzadkie ułamkowe stany kwantowe przy niskim polu magnetycznym w skręconym dwuwarstwowym grafenie. Wyniki badań zostały opublikowane w Nature.
Jednym ze Świętych Graalów w dziedzinie fizyki materii skondensowanej jest pozyskiwanie egzotycznych cząstek o polach magnetycznych od niskich do zerowych. Istnieją teoretyczne przewidywania, że powinniśmy być w stanie zobaczyć te dziwaczne cząstki, ale do tej pory nikt nie był w stanie ich zaobserwować.Amir Yacoby, starszy autor badania
Naukowców szczególnie zainteresował specyficzny stan kwantowy występujący w materiałach znanych jako ułamkowe izolatory Cherna. Przewodzą one prąd na powierzchni lub krawędzi, ale nie we wnętrzu materiału. W ten sposób powstają kwazicząstki.
Aby wykryć nieuchwytny stan kwantowy, zespół Yacoby’ego zbudował ułamkowy izolator Cherna. Potrzebował do tego dwóch arkuszy grafenu skręconych pod określonym kątem. Powstało wtedy zjawisko nadprzewodnictwa i pasma Cherna z potencjałem generowania ułamkowych stanów kwantowych.
Czytaj też: Stan kwantowy z nowym rekordem. Osiągnięcie naukowców może doprowadzić do powstania nowej formy internetu
Aby urządzenie działało, wszystkie elektrony muszą mieć niemal identyczne właściwości. Użyty materiał – dwuwarstwowy grafen – nie spełnia tego wymogu, ale jego modyfikacja i odpowiednie skręcenie, powoduje powstawanie specyficznych pól magnetycznych, które na to pozwalają.
Pokazaliśmy, że możemy zaobserwować ułamkowy izolator Cherna w skręconym dwuwarstwowym grafenie. Zdumiewające jest to, że ten cudowny materiał jest ostatecznie wykonany z tych samych rzeczy, co końcówka twojego ołówka.Yonglong Xie, współautor badań
