У скрученому двошаровому графені несподівано виникли квантові осциляції, поява яких суперечить усім відомим правилам лінійного ефекту Холла. Китайські фізики зафіксували їх безпосередньо під час експерименту й довели, що вони є результатом нелінійного відгуку системи.
Дослідницька група під керівництвом Цзюньсі Дуаня з Пекінського технологічного інституту провела вимірювання на зразках скрученого двошарового графену з малим кутом повороту. Науковці застосували змінне електричне поле та реєстрували поперечний струм, період зміни якого залежав від магнітного поля. Результати дослідження були опубліковані в журналі Physical Review Letters у червні 2026 року.
Традиційний ефект Холла демонструє лінійний відгук, за якого струм пропорційний полю. Натомість у цьому випадку з’явився квадратичний член, що створює осциляції, подібні до ефекту Шубнікова — де Гааза, проте вони виникають без заповнення рівнів Ландау в їхньому звичному розумінні. Уявіть маятник, що гойдається не лише від поштовху, а й через те, як сам поштовх викривляє траєкторію — саме так нелінійність «розгойдує» квантові стани.
Такі осциляції дають змогу зондувати квантову геометрію хвильових функцій електронів за межами лінійного наближення. Вони безпосередньо пов'язані з топологічними властивостями та сильною електронною взаємодією в муарових системах графену.
Це відкриття пропонує новий інструментарій для вивчення топологічних фаз і взаємодіючих станів, які є фундаментом для створення квантових матеріалів майбутнього. Відтепер з’явилася можливість вимірювати нелінійні внески в реальному часі без руйнування самого зразка.
Результати, оприлюднені в Physical Review Letters, підтверджують, що нелінійний ефект Холла в скрученном графені відкриває доступ до раніше недосяжної сфери квантової геометрії.
