Исследователям из израильского института Вейцмана в результате эксперимента удалось получить квазичастицы с электрическим зарядом, равным четверти заряда электрона. Результаты работы опубликованы на сайте института. Впервые существование подобных частиц было предсказано более двадцати лет назад.
Узнайте больше в полной версии ➞Из курса школьной физики известно, что заряд электрона, обозначаемый e, неделим, однако, в данном случае речь идет не об элементарной частице в обычном понимании, а о так называемой "квазичастице".
Термин "квазичастица" был впервые введен Львом Давидовичем Ландау в работах, посвященных поведению гелия при сверхнизких температурах. Как оказалось, при описании квантового взаимодействия систем элементарных частиц бывает полезно рассматривать эти системы, как состоящие из некоторых гипотетических обьектов, обладающих свойствами, которые не встречаются в природе.
В нашем случае оказывается, что электрон, будучи помещенным в определенные условия, может вести себя как частица, обладающая дробным зарядом. Уже достаточно давно ученые научились получать из электронов квазичастицы с дробным зарядом, но лишь нечетных кратностей, то есть e/3, e/5 и т.д. Однако четные кратности представляют значительно больший интерес. Дело в том, что квазичастицы внутри пленки почти неподвижны. Когда кратность нечетна и две частицы меняются местами, это не производит глобального эффекта на пленке. Грубо говоря, это редкое событие проходит незамеченным. Но если частицы обладают четной кратностью, при смене позиции они оставляют за собой след, который может быть зарегистрирован.
В нынешнем эксперименте физики расположили около трех миллиардов электронов на площади менее одного квадратного миллиметра в полупроводнике на чистейшем в мире арсениде галлия. После этого полупроводник был охлажден до температуры, близкой к абсолютному нулю, и помещен в сильное магнитное поле.
Как надеются исследователи, этот эффект может пригодится, например, при разработке квантовых компьютеров.