İnqrid Fadelli tərəfindən , Phys.org

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kəsr yükləri işıqla qarşılaşır. Optik olaraq həyəcanlanmış, kvantla məhdudlaşdırılmış trion, FQAH sistemində ətrafdakı kəsr yükünə bağlanaraq yeni bir kəsr yüklü eksitonik kompleks əmələ gətirir. Mənbə: Xu qrupu.

Kvant mexaniki təsirləri ilə idarə olunan bəzi kvant materiallarında yüklü hissəciklər (yəni elektronlar) arasındakı qarşılıqlı təsirlər elektronun yükünün yalnız bir hissəsini (yəni kəsr yükünü) daşıyan anyonlar adlanan kvazipartikulların və kəsr kvant statistikasının yaranmasına səbəb ola bilər.

Anyonların yaranması ilə xarakterizə olunan məşhur bir fenomen, sözdə kəsr kvant Holl effektidir (FQHE). Bu effekt güclü maqnit sahələri altında ikiölçülü (2D) elektron qazlarında yarana bilər və elektronların bir-biri ilə güclü qarşılıqlı təsir göstərdiyi kvant vəziyyətləri ilə qeyd olunur.

Son tədqiqatlar göstərmişdir ki, oxşar effekt maddənin fraksiyalı Çern izolyatorlarının (FCI) kvant fazalarında fraksiyalı kvant anomal Holl (FQAH) effekti kimi tanınan maqnit sahələrinin olmaması halında da yarana bilər. FQAH effekti ilk dəfə xarakterik qəfəs naxışına və tərkib təbəqələri arasında kiçik bir burulma bucağına malik olan ikiqatlı bükülmüş molibden ditellurid (tMoTe₂) istifadə edilərək reallaşdırıldı.

Vaşinqton Universiteti, Yaponiyadakı Milli Material Elmləri İnstitutu və ETH Sürixdəki tədqiqatçılar bu yaxınlarda tMoTe _{2- də fraksiya yükünü aşkar etmək məqsədi ilə bir araşdırma aparıblar. Onların} “Nature” jurnalında dərc olunmuş məqaləsində anion-trionlar adlanan fraksiya yükünə bağlı olan triondan (iki dəlik və bir elektrondan əmələ gələn) ibarət yeni müəyyən edilmiş eksitonik kompleksin müşahidəsi bildirilir.

“Mənim qrupum FQAH effektini 2023-cü ildə burulmuş ikiqatlı MoTe₂-da kəşf etdi “, – məqalənin baş müəllifi Xiaodong Xu Phys.org-a bildirib. “FCI vəziyyətinin elementar həyəcanlarının sıfır maqnit sahəsində ortaya çıxan anyonlar olması gözlənilir. Burada anyon ikiölçülü sistemlərdə mövcud olan və xətaya davamlı kvant hesablamalarını həyata keçirmək üçün perspektivli namizəd hesab edilən ekzotik hissəcikdir.”Kvantla məhdudlaşdırılmış trionlardan istifadə edərək fraksiyal Çern izolyator vəziyyətlərinin araşdırılması. Müəllif: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10101-w

Anyon-trionların yaradılması və araşdırılması

Kvant materiallarında anyonları birbaşa müşahidə etmək indiyə qədər çox çətin olub. Xu və həmkarlarının bu yaxınlarda dərc etdiyi məqalənin əsas məqsədi ekzotik kvant effektlərini öyrənmək üçün xüsusilə perspektivli olan tMoTe₂-dakı anyonların kəsr yükünü müəyyən etmək idi.

“Əvvəlki işimiz göstərdi ki, trion FCI vəziyyətlərinin həssas bir zonddur”, – deyə Xu izah etdi. “Burada trion neytral eksiton (elektron-dəlik cütü) və əlavə sərbəst daşıyıcı tərəfindən əmələ gələn bağlı bir vəziyyətdir. Daha sonra trionun kəsr yüklü eksitonik vəziyyət, yəni anyon-trion yaratmaq üçün anyona da bağlana biləcəyini düşündük. Əgər belə bir eksitonik vəziyyət mövcuddursa, kəsr yüklərini onların xüsusiyyətlərini optik olaraq həll edilə bilən imzalara çevirməklə araşdırmaq olar.”

Bu hipotetik eksitonik vəziyyətin mövcudluğunu araşdırmaq üçün tədqiqatçılar əvvəlcə MoTe₂ ikiqat təbəqələri yaratdılar və onlardakı elektronların sıxlığını idarə etməklə onları diqqətlə tənzimlədilər və bu da FCI vəziyyətlərinin yaranmasına səbəb oldu. Daha sonra onlar materialı işıqlandırmaq və onların yaydığı işığı ölçməkdən ibarət olan fotolüminesans spektroskopiyası kimi tanınan bir texnikadan istifadə edərək araşdırdılar.

Komanda, FCI vəziyyətləri ilə əlaqəli işıq emissiyası piklərini müşahidə etdi. Daha sonra onlar bu piklərin temperatur dəyişikliklərinə, eləcə də dəyişkən elektrik və maqnit sahələri altında necə dəyişdiyini araşdırdılar.

Bu təcrübələr nəticədə triona bağlı kəsr yükündən ibarət yeni bir kompozit kvazipartikulun kəşfinə gətirib çıxardı. Bu hissəcikləri bir yerdə saxlayan enerjini (bağlama enerjisini) ölçməklə, onlar FCI-lərin kəsr yüklü həyəcanlara sahib olduğunu nümayiş etdirdilər.

Məqalənin ilk müəllifi Weijie Li bildirib ki, “Kəşf etdiyimiz odur ki, dayaz tutma potensialları (yəni kvant nöqtələri) anyon-trionları sabitləşdirə bilər. FCI vəziyyətini bir qədər aşqarlayaraq, normal trion vəziyyətindən daha aşağı enerjidə olan yeni bir fotolüminesans zirvəsinin ortaya çıxdığını müşahidə edirik. Bu enerji qırmızı yerdəyişməsi trion və kəsr yükü arasında bağlı bir vəziyyətin əmələ gəlməsini nəzərdə tutur. Bundan əlavə, enerji yerdəyişməsinin kəsr yükünün böyüklüyü ilə miqyaslandığını və anyon-trionların əmələ gəlməsi üçün güclü dəstək təmin etdiyini nümayiş etdiririk.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Hibrid kvant texnologiyalarına doğru yeni yollar

Bu son tədqiqat, FCI-lərdə kəsr yüklü həyəcanlanmaların mövcudluğuna dair inandırıcı eksperimental dəlillər təqdim edir. Tədqiqatçıların istifadə etdiyi metodlar və onların ilkin müşahidələri tezliklə maddənin ekzotik kvant fazalarına daha çox işıq salmağa yönəlmiş sonrakı tədqiqatlar üçün yol aça bilər.

“Tədqiqatımız sıfır maqnit sahəsində anyonların yaradılması istiqamətində əsas addımdır”, – deyə Xu bildirib. “Biz həmçinin yeni bir eksitonik kompleks müəyyən edirik: anyon-trionlar. Bu, müəyyən edilmiş nəqliyyat əsaslı metodlara tamamlayıcı olaraq kəsr yüklərinin araşdırılmasına optik yanaşma təqdim edir. Nəticələrimiz kvant optikası və korrelyasiya olunmuş topologiya icmalarını birləşdirir.”

Gələcəkdə Xu və həmkarlarının son işləri fotonlar və anyonlardan istifadə edərək məlumatları emal edən innovativ kvant hesablama sxemlərinin inkişafına ilham verə bilər. Xüsusilə, bu, anyonların xətaya davamlı kubitlər , fotonların isə müxtəlif kvant cihazları arasında məlumat daşıyan “uçan” kubitlər kimi çıxış etdiyi sistemlərin inkişafına imkan verə bilər. Bu, xüsusilə böyük kvant şəbəkələrinin və potensial olaraq hətta kvant internetinin reallaşdırılması üçün dəyərli ola bilər.

Xu əlavə edib ki, “Hazırda həm kənarında, həm də nümunələrin böyük hissəsində idarə oluna bilən xüsusiyyətlərə və yaxşı müəyyən edilmiş mövqelərə malik optik aktiv kvant nöqtələri yaratmaq üzərində işləyirik. Nəqliyyat əsaslı texnikalara uyğun olaraq hər hansı bir statistikaya daxil olmaq da daxil olmaqla, hər hansı bir fizikanı daha da araşdırmaq üçün kvant optik ölçmələri aparmağı planlaşdırırıq. Nəticədə, bu iş gələcəkdə xətaya davamlı kvant məlumat emalı tədqiqatlarına imkan verə biləcək hibrid platforma yaratmağı hədəfləyir.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Lisa Lok tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

_{Weijie Li və digərləri, Twisted MoTe 2-} də anyon-trionlar vasitəsilə kəsr yüklərinin imzaları , Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10101-w

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Əsas anlayışlar

Optika və lazerlərKvant rabitəsi, protokollar və texnologiyaKvazipartiküllər və kollektiv həyəcanlarMaddənin topoloji fazaları2 ölçülü sistemlərKvant çoxcisimli sistemlərGüclü korrelyasiyalı sistemlərTopoloji materiallar

© 2026 Science X Network