Физики из Массачусетского технологического института увидели в графене неуловимый эффект дробления заряда электрона — дробный квантовый эффект Холла. До сих пор его удавалось наблюдать только в экстремальных условиях мощного магнитного поля. Управляя экзотическим электронным состоянием, можно создать отказоустойчивые квантовые компьютеры, считают авторы исследования.
Электрон несет один отрицательный заряд. Но в особых состояниях материи эти частицы могут распадаться на компоненты. Это явление, известное как «дробный заряд», чрезвычайно редкое, и требует сложных экспериментальных условий для наблюдения и использования.
В ходе своего исследования исследователи обнаружили, что расположение пяти листов графена в ступенчатой конфигурации — в форме, напоминающей лестницу — создает внутреннюю среду, способствующую тому, что электроны проявляют дробные заряды без вмешательства внешнего магнитного поля.
Дробный заряд невероятно экзотичен, и теперь мы можем реализовать этот эффект с помощью гораздо более простой системы и без магнитного поля. Это само по себе важно для фундаментальной физики. И это может открыть новый тип устройств для квантовых вычислений, более устойчивых к возмущениям.
Лонг Цзюй, доцент кафедры физики Массачусетского технологического института, соавтор исследования
