Att begränsa kvantpartiklar att röra sig i en, två, eller tre dimensioner har lett till observation av många slående fenomen. Ett utmärkt exempel är kvantiseringen av Hall-konduktansen mätt i 2D-material i ett starkt magnetfält. Nu för tiden, gaser av ultrakalla atomer ger en kraftfull plattform för att enkelt kontrollera dimensionaliteten hos kvantsystem. Dock, det är utmanande i dessa inställningar att mäta konduktansegenskaper, och en "kall-atomic quantum Hall-effekt" har ännu inte observerats.

Publicerad i Fysisk granskning X , denna nya studie föreslår ett realistiskt schema för att uppnå detta mål. Forskningen utfördes av G. Salerno och N. Goldman från Université libre de Bruxelles forskningsenhet "Physics of Complex Systems and Statistical Mechanics".

Detta förslag bygger på nya experiment vid det schweiziska federala tekniska institutet (ETH) i Zürich, där forskare observerade transporten av atomer längs en 1-D tråd. För att mäta kvanthalleffekten, man måste på något sätt utöka denna uppställning till två dimensioner och inkludera effekterna av ett externt magnetfält. Forskare löser detta genom att introducera en ny typ av konduktansmätning, som gör det möjligt att studera äkta 2-D-effekter från en enda 1-D-ledning. Nyckelidén är att utöka 1D-kanalen med en ytterligare syntetisk dimension, som är utformad helt enkelt genom att skaka kanalen:förutom att färdas längs trådens riktning, atomer drivs till högre tvärgående vibrationstillstånd, därav efterliknar rörelse längs ett tvärgående galler.

Detta tillvägagångssätt som inte är i jämvikt ökar inte bara de möjligheter som atomtrådar erbjuder utan erbjuder också en särskilt effektiv sond för topologisk fysik i kvantkonstruerad materia.