В 1976 году Дуглас Хофштадтер предсказал, что энергетические уровни электронов в двумерном кристалле, помещённом в магнитное поле, могут образовывать сложный повторяющийся фрактальный узор, напоминающий крылья бабочки.
Физики из Принстонского университета впервые успешно зафиксировали данный феномен, используя скрученную структуру двухслойного графена, что позволило визуализировать и детально изучить «бабочку Хофштадтера».
Графен – однослойная форма углерода с атомами, расположенными в виде шестиугольной решётки – отличается высокой электропроводностью и исключительной прочностью, что делает его идеальной платформой для наблюдения квантовых эффектов.
Скручивание двух слоев графена под так называемым «магическим углом» приводит к переходу электронов в новое квантовое состояние, сопровождаемое возникновением сверхпроводимости и другими аномальными свойствами.
Введение второго «магического угла» в экспериментальную установку позволило использовать более слабые магнитные поля, что обеспечило получение чёткого изображения энергетических уровней и впервые дало возможность наблюдать предсказанный фрактальный узор.
Результаты эксперимента демонстрируют, как абстрактные математические концепции воплощаются в реальном материале, раскрывая глубокие основы квантовой механики и сложное поведение электронных систем.
Полученные данные открывают перспективы для разработки новых материалов с уникальными свойствами, способных обеспечить сверхпроводимость, а также создания инновационных электронных устройств и квантовых компьютеров.
Проведённое исследование, подтверждённое в Принстонском университете, служит важным экспериментальным доказательством теоретических прогнозов, сделанных более 40 лет назад, и поднимает важные вопросы о потенциальной возможности управлять квантовыми фрактальными структурами.
Изображение носит иллюстративный характер
Физики из Принстонского университета впервые успешно зафиксировали данный феномен, используя скрученную структуру двухслойного графена, что позволило визуализировать и детально изучить «бабочку Хофштадтера».
Графен – однослойная форма углерода с атомами, расположенными в виде шестиугольной решётки – отличается высокой электропроводностью и исключительной прочностью, что делает его идеальной платформой для наблюдения квантовых эффектов.
Скручивание двух слоев графена под так называемым «магическим углом» приводит к переходу электронов в новое квантовое состояние, сопровождаемое возникновением сверхпроводимости и другими аномальными свойствами.
Введение второго «магического угла» в экспериментальную установку позволило использовать более слабые магнитные поля, что обеспечило получение чёткого изображения энергетических уровней и впервые дало возможность наблюдать предсказанный фрактальный узор.
Результаты эксперимента демонстрируют, как абстрактные математические концепции воплощаются в реальном материале, раскрывая глубокие основы квантовой механики и сложное поведение электронных систем.
Полученные данные открывают перспективы для разработки новых материалов с уникальными свойствами, способных обеспечить сверхпроводимость, а также создания инновационных электронных устройств и квантовых компьютеров.
Проведённое исследование, подтверждённое в Принстонском университете, служит важным экспериментальным доказательством теоретических прогнозов, сделанных более 40 лет назад, и поднимает важные вопросы о потенциальной возможности управлять квантовыми фрактальными структурами.
