Quantumdeeltjes beperken om in één te bewegen, twee, of drie dimensies heeft geleid tot de waarneming van veel opvallende verschijnselen. Een goed voorbeeld is de kwantisatie van de Hall-geleiding gemeten in 2D-materialen in een sterk magnetisch veld. Vandaag de dag, gassen van ultrakoude atomen bieden een krachtig platform voor het eenvoudig controleren van de dimensionaliteit van kwantumsystemen. Echter, het is een uitdaging in deze opstellingen om geleidbaarheidseigenschappen te meten, en een "koud-atomair quantum Hall-effect" moet nog worden waargenomen.

Gepubliceerd in Fysieke beoordeling X , deze nieuwe studie stelt een realistisch schema voor om dit doel te bereiken. Het onderzoek werd uitgevoerd door G. Salerno en N. Goldman van de onderzoekseenheid "Physics of Complex Systems and Statistical Mechanics" van de Université libre de Bruxelles.

Dit voorstel bouwt voort op recente experimenten aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie (ETH) in Zürich, waar onderzoekers het transport van atomen langs een 1-D draad observeerden. Om het kwantum Hall-effect te meten, men moet deze opstelling op de een of andere manier uitbreiden naar twee dimensies en de effecten van een extern magnetisch veld omvatten. Onderzoekers lossen dit op door een nieuw type geleidbaarheidsmeting te introduceren, wat de studie van echte 2D-effecten mogelijk maakt vanaf een enkele 1D-draad. Het belangrijkste idee is om het 1D-kanaal uit te breiden met een extra synthetische dimensie, die eenvoudig is ontworpen door het kanaal te schudden:naast het reizen langs de draadrichting, atomen worden naar hogere transversale trillingstoestanden gedreven, vandaar het nabootsen van beweging langs een transversaal rooster.

Deze benadering die niet in evenwicht is, vergroot niet alleen de mogelijkheden die worden geboden door atomaire draden, maar biedt ook een bijzonder efficiënte sonde voor topologische fysica in door kwantum ontwikkelde materie.