Свет впервые повторил квантовый эффект Холла

Международная группа исследователей впервые продемонстрировала квантованный поперечный дрейф света, повторив знаменитый квантовый эффект Холла, ранее наблюдавшейся только у электронов. Открытие описано в журнале Physical Review X.

Квантовый эффект Холла, за открытие которого были вручены три Нобелевские премии по физике, заключается в том, что при определённых условиях напряжение в тонком проводнике под сильным магнитным полем меняется не плавно, а скачкообразно, «ступеньками». Эти «плато» универсальны и определяются только фундаментальными константами, что делает эффект эталоном для метрологии, например, для определения килограмма.

Повторить этот эффект со светом считалось крайне сложной задачей, поскольку фотоны, в отличие от электронов, не имеют электрического заряда и не реагируют на магнитное поле естественным образом.

«Свет дрейфует квантованным образом, следуя универсальным ступеням, аналогичным тем, что наблюдаются у электронов в сильных магнитных полях», — пояснил соавтор исследования, профессор физики Университета Монреаля Филипп Сен-Жан.

Достижение команды, основанное на передовой экспериментальной технике, открывает новые возможности для метрологии, где оптические системы могут стать новым универсальным стандартом, а также для квантовых вычислений и создания сверхчувствительных сенсоров.