Nadir durumlarda, elektronlar gibi parçacıklar normal elektrik yüklerinin bir kısmına sahip olabilirler — kesirli kuantum Hall etkisi olarak bilinen bir etki.
Communications Physics dergisinde yayınlanan yeni çalışma, ortak yazar Ramesh Mani'ye göre kesirli kuantum Hall etkisi üzerine yapılan çalışmaların "sınırlarını zorlayabilir".
ABD'deki Georgia Eyalet Üniversitesi'nde (GSU) fizik profesörü olan Mani, "Kesirli kuantum Hall etkilerinin geleneksel çalışmasını bir binanın zemin katını keşfetmek olarak düşünün" diyor. "Bizim çalışmamız, üst katları — o heyecan verici, keşfedilmemiş seviyeleri — aramak ve keşfetmek ve neye benzediklerini bulmakla ilgili. Şaşırtıcı bir şekilde, basit bir teknikle bu üst katlara erişebildik ve uyarılmış durumların karmaşık imzalarını ortaya çıkardık."
Mani, düz arazideki parçacıkların davranışını "birden fazla kişiliğe sahip olmaya ve isteğe bağlı olarak bağlama bağlı bir kişilik sergileyebilmeye" benzetiyor.
Galyum arsenit (GaAs) ve alüminyum galyum arsenit (AlGaAs) katmanlarından oluşan ve akım uygulanan bir yarı iletken cihaz, düz arazide elektronların oluşmasına yardımcı oluyor.
Ekip, mutlak sıfıra yakın koşullarda (-273,15°C) ve Dünya'nınkinden yaklaşık 100.000 kat daha güçlü bir manyetik alan uygulandığında flatland elektronları üzerinde çalıştı.
Araştırmacılar ilk kez, kesirli kuantum Hall etkisi durumlarının beklenmedik bir şekilde bölünerek yeni durumlar oluşturduğunu ve maddenin tamamen yeni durumlarını ortaya çıkardığını bildirdi.
Bulguların, kesirli kuantum Hall fenomeni ve teknolojik gelişmelerle ilgili gelecekteki çalışmalar için etkileri olduğunu söylüyorlar. Bu çalışma, veri işleme ve enerji verimliliğini dönüştüren gelecek teknolojilerinde kullanılabilir.
GSU deneyinde olduğu gibi, kesirli kuantum Hall etkisi genellikle son derece büyük bir manyetik alan gerektirir, ancak yakın zamanda grafende harici bir manyetik alan olmadan gözlemlenmiştir.