Физики обнаружили экзотические кристаллы электронов в сверхтонком материале

Физики из Массачусетского технологического института наблюдали формирование электронами кристаллических структур в сверхтонком материале толщиной всего миллиардные доли метра.

Исследователи проводили эксперименты с ромбоэдрическим пятислойным графеном. Это материал, который состоит из пяти слоев графена, сложенных в определенном порядке перекрытия. Анализ показал, что в зависимости от приложенного электрического напряжения электроны в таком материале могут вести себя или как твердые тела, или как жидкости.

Для наблюдения нового квантового состояния электронов материал пришлось охладить до экстремально низкой температуры — всего 30 милликельвинов. Это всего на 0,001° выше абсолютного нуля. Достичь такой температуры удалось благодаря созданию специальных фильтров, обеспечивающих лучшую изоляцию экспериментального оборудования.

Помимо кристаллизации электронов в тех же экстремальных условиях исследователи наблюдали два новых дробных квантовых состояния отрицательно заряженной частицы. Новые данные дополняют исследования аномального дробного квантового эффект Холла — дробления заряда электрона без внешнего магнитного поля. Впервые о «дроблении заряда частицы» в графене на части физики сообщали в прошлом году.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.