Фізики виявили нові квантові частинки з несподіваною поведінкою, що може суттєво змінити технології.

Субатомні частинки можуть поводитися так, що це здається неможливим з точки зору класичної фізики. Але квантова фізика здатна пояснити багато з цих явищ. Вчені вважають, що розуміння квантової фізики розшириться після того, як вони виявили нові квантові частинки, названі дробними екситонами. Як показало дослідження, опубліковане в журналі Nature, нові частинки ведуть себе несподівано і є своєрідним гібридом двох основних типів фундаментальних частинок — ферміонів і бозонів, пише Phys.

За словами фізиків, відкриття нового виду квантових частинок, названих дробними екситонами, допоможе значно поглибити розуміння як квантової, так і класичної фізики. Відкриття вчених зосереджене навколо явища, відомого як дробний квантовий ефект Холла, який ґрунтується на квантовому ефекті Холла, коли магнітне поле діє на матеріал з електричним струмом для створення бічної напруги.

Квантовий ефект Холла, що виникає при дуже низькій температурі і дуже сильному магнітному полі, показує, що бічна напруга зростає чіткими і окремими кроками. У дробному квантовому ефекті Холла ці кроки стають більш дивними і зростають на дробні величини, коли відбувається перенесення частини заряду електрона.

Фізики створили структуру за допомогою двох тонких шарів графену, які були розділені ізолюючим кристалом нітриду бору. Ця структура дозволила вченим контролювати рух електричних зарядів і створити частинки, які називаються екситонами.

Після цього структуру піддали впливу магнітного поля, яке в мільйони разів сильніше глобального магнітного поля Землі. В результаті фізики вперше виявили нові частинки, а саме дробні екситони, які мають незвичайні властивості.

Всі фундаментальні елементарні частинки належать до двох груп: ферміонів і бозонів. Останні можуть перебувати одночасно в одному й тому ж квантовому стані, але ферміони не можуть цього робити. Дослідження показало, що дробні екситони мають квантові властивості як бозонів, так і ферміонів. Тобто це майже гібрид двох різних видів частинок.

За словами фізиків, ці нові частинки мають унікальні квантові властивості. Вчені вважають, що ці частинки допоможуть покращити способи зберігання та обробки інформації на квантовому рівні, що дозволить створити більш досконалі квантові комп'ютери та інші квантові технології.

Тепер фізики мають намір вивчити взаємодію дробних екситонів з іншими частинками і з'ясувати, чи можна контролювати їх поведінку.