Đã quan sát thấy Fractal Lượng tử 'Bướm Hofstadter' trong Vật liệu Thực

Các nhà khoa học tại Đại học Princeton đã trực tiếp quan sát thấy mô hình fractal lượng tử được gọi là 'Bướm Hofstadter' trong một vật liệu thực lần đầu tiên. Khám phá này, có được nhờ xếp chồng và xoắn các tấm nguyên tử carbon để tạo ra một mô hình moiré, xác nhận một dự đoán năm 1976 về mức năng lượng electron trong các tinh thể hai chiều dưới tác dụng của từ trường. Tên gọi 'bướm' xuất phát từ sự giống nhau của mô hình với cánh bướm khi được vẽ đồ thị theo năng lượng và từ trường. Nhóm nghiên cứu, do Ali Yazdani dẫn đầu, đã sử dụng kính hiển vi quét đường hầm (STM) để chụp ảnh các tinh thể moiré và kiểm tra mức năng lượng electron. Mặc dù ban đầu là một phát hiện tình cờ trong quá trình nghiên cứu siêu dẫn, nhưng quan sát này mang lại những hiểu biết mới về các tương tác electron bên trong các fractal lượng tử. Kevin Nuckolls, đồng tác giả chính, đã lưu ý vai trò quan trọng của STM như một đầu dò năng lượng trực tiếp. Mặc dù các ứng dụng thực tế ngay lập tức không rõ ràng, nhưng nghiên cứu này giúp nâng cao sự hiểu biết về vật lý cơ bản và có thể ảnh hưởng đến các nghiên cứu vật liệu lượng tử trong tương lai.