Ретка квантна состојба открива квазичестички со полнеж e/4

Физичари измериле квазичестички со електричен полнеж близок до една четвртина од полнежот на електронот. Резултатот е добиен во ретка состојба позната како фракционален квантен Холов ефект.

Тимови од EPFL, Вајцмановиот институт за наука и Универзитетот „Принстон“ ја проучувале состојбата ν = 1/2 во 70 нанометри широк слој од галиум арсенид. Во експериментите користеле квантна точка-контакт, тесно стеснување што делумно го попречува движењето на квазичестичките.

Со мерење на таканаречениот ударен шум, односно случајните флуктуации што настануваат кога носителите на полнеж минуваат еден по еден, истражувачите можеле да го одредат ефективниот полнеж на честичките. Два речиси идентични уреди, тестирани во различни лаборатории, дале резултати од 0,250 ± 0,013 и 0,249 ± 0,018 — вредности што се совпаѓаат со e/4.

Научниците најпрво ја потврдиле техниката со познати состојби што носат цел електронски полнеж и две третини од него. Потоа, истата постапка ја примениле врз состојбата ν = 1/2 и добиле согласни мерења во двете лаборатории.

Оваа состојба е особено интересна бидејќи може да опстане на температури од неколку келвини и се смета за кандидат за појава на неабелови квазичестички. Нивните квантни својства би можеле еден ден да се искористат за тополошки квантни компјутери, кои се поотпорни на локален шум и грешки.

Сепак, измерениот полнеж e/4 сам по себе не докажува дека квазичестичките се неабелови. Резултатот потврдува важна карактеристика на состојбата и претставува чекор кон понатамошно испитување на нејзината тополошка природа.