בדו-שכבת גרפן מסובבת הופיעו לפתע תנודות קוונטיות, שלא היו אמורות להתקיים על פי כל הכללים הידועים של אפקט הול הליניארי. פיזיקאים סינים תיעדו אותן ישירות בניסוי והראו שהן נוצרות מתוך תגובה לא-ליניארית של המערכת.
קבוצה בהובלת ג'וּנְשִׂי דְוּאָן מהמכון הטכנולוגי של בייג'ינג ביצעה מדידות על דגימות של דו-שכבת גרפן מסובבת עם זווית סיבוב קטנה. המדענים הפעילו שדה חשמלי משתנה ותיעדו זרם רוחבי, שהשתנה במחזוריות התלויה בשדה המגנטי. התוצאות פורסמו ב-Physical Review Letters ביוני 2026.
אפקט הול רגיל מייצר תגובה ליניארית: הזרם פרופורציונלי לשדה. כאן הופיע איבר ריבועי, היוצר תנודות הדומות לאפקט שובניקוב-דה האס, אך כאלה שנוצרות ללא מילוי רמות לנדאו במובן המקובל. דמיינו מטוטלת שמתנדנדת לא רק מהדחיפה, אלא גם מכך שהדחיפה עצמה מעוותת את המסלול – כך הלא-ליניאריות "מניעה" את המצבים הקוונטיים.
תנודות אלו מאפשרות לחקור את הגיאומטריה הקוונטית של פונקציות הגל של האלקטרונים מעבר לקירוב הליניארי. הן קשורות ישירות לתכונות טופולוגיות ולאינטראקציות אלקטרוניות חזקות במערכות מוארה של גרפן.
התגלית מספקת כלי חדש לחקר פאזות טופולוגיות ומצבים אינטראקטיביים, המהווים את הבסיס לחומרים קוונטיים עתידיים. כעת ניתן למדוד תרומות לא-ליניאריות בזמן אמת, מבלי להרוס את הדגימה.
התוצאות, שפורסמו ב-Physical Review Letters, מאשרות שאפקט הול לא-ליניארי בגרפן מסובב פותח צוהר לתחום שהיה בלתי נגיש בעבר בגיאומטריה הקוונטית.
