Как известно, электроны - это частицы с отрицательным зарядом. Как и большая часть материалов в природе. Но "большая" - не значит "все".
Причём в них электроны могут разделяться на свои составные части - так называемый "дробный заряд", обычно присущий лишь кваркам. Но, если до такого довести электрон, то это вполне себе заявка на создание отказоустойчивого квантового компьютера. У наших отрицательных частиц этот эффект называется "Дробный квантовый эффект Холла" и наблюдался он всего несколько раз в сильных и поддерживаемых магнитных полях.
Но теперь этот же самый эффект нашли и в графене - слое атомов углерода толщиной в 1 атом, в виде гексагональной (6 точек соединения) решётки. Правда, в данном случае было 5 слоёв графена, сложенных в виде лестницы (или ступенек), но размер всё равно маленький, а что более значимо - это не такой дорогой материал, как цена поддержки мощнейшего магнитного поля.
Именно такое расположение позволяет электронам обойтись и без магнитного поля. Так что данное наблюдение назвали "Дробным квантовым аномальным эффектом Холла". И аномалия там - само отсутствие поля.
Дробный квантовый эффект Холла - пример странного феномена, когда частицы перестают вести себя как отдельные единицы и действуют вместе как единое целое. К примеру, электроны замедляются от привычной бешеной скорости до неспешного движения, позволяющего им чувствовать друг друга и взаимодействовать. Это может создавать столь редкие электронные состояния по типу расщепления заряда электрона.
Ранее использовались магнитные поля раз в 10 сильнее тех, что используют в МРТ. "Но чем всё это помогает в создании квантовых компьютеров?" - может кто-то спросить, вспомнив эту строчку выше.
Ну смотрите: Для топологических (топология - разновидность геометрии, где важно количество дырок, а не объёмы, площадь, углы и расстояния) квантовых компьютеров придумали схему сочетания эффекта Холла и сверхпроводимости, для защиты кубитов - единиц информации в квантовых компах.
Для создания дробного заряда требовалось магнитное поле, где эти самые дроби от электронов и являлись кубитами. Но магнитное поле убивает сверхпроводимость (нулевое электрическое сопротивление, а с ним и такая же реакция на магнитные поля), а без магнитного поля не будет единиц информации. Теперь, благодаря графену, электроны смогут продолжать лететь и взаимодействовать друг с другом в полёте.
#Cirno #Science #Physics@cirno_nb
Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb
