8 января 2025 года исследователи из Университета Брауна (США) представили революционное открытие в квантовой физике: фракционные экзитоны, новый класс квантовых частиц, которые бросают вызов существующим классификациям. Эта находка, подробно описанная в журнале Nature, может проложить путь к достижениям в квантовых технологиях и вычислениях.
Фракционные экзитоны образуются, когда электрон соединяется с 'дыркой'—отсутствием электрона—в экстремальных условиях, в частности, в контексте фракционного квантового эффекта Холла. Этот феномен происходит при ультранизких температурах и под сильными магнитными полями, приводя к уникальным поведениям, которые не соответствуют традиционным классификациям бозонов или фермионов.
Джиа Ли, доцент физики в Брауне, объяснил: "Экзитоны демонстрируют свойства, которые предполагают, что они существуют в области, отличной от известных частиц, указывая на новые квантовые фазы материи." Исследователи использовали сложную установку, включающую два слоя графена, разделенных изолирующим слоем гексагонального боронитрида, для контроля движения электрических зарядов и генерации этих фракционных экзитонов.
Значение этого открытия заключается в его потенциальных приложениях. Уникальные характеристики фракционных экзитонов могут революционизировать способы хранения и манипуляции информацией на квантовом уровне, что приведет к разработке более быстрых и надежных квантовых компьютеров. Как отметил Ли, "Мы только начинаем исследовать, что эти частицы могут открыть о квантовой механике."
Команда планирует далее изучать взаимодействия фракционных экзитонов и исследовать их управляемость, стремясь углубить наше понимание квантовых явлений и их практических приложений. Эта работа не только обогащает теоретическую основу физики частиц, но и открывает новые пути для технологических инноваций в квантовых вычислениях.