Het fractionele kwantum Hall-effect (FQHE) is een opmerkelijk fenomeen dat optreedt in tweedimensionale elektronensystemen die worden blootgesteld aan sterke magnetische velden en lage temperaturen. In de FQHE vertoont de elektrische geleiding van het systeem plateaus bij specifieke fractionele waarden van de verhouding tussen de Hall-weerstand en de weerstand. Deze plateaus worden geassocieerd met de vorming van quasideeltjes die bekend staan ​​als quasiholes en die zich gedragen als deeltjes met fractionele elektrische ladingen.

Traditioneel vereiste de observatie van de FQHE de aanwezigheid van fysieke randen in het tweedimensionale elektronensysteem. Deze randen zijn nodig om de quasigaten op te sluiten en te voorkomen dat ze opnieuw combineren met elektronen, waardoor de fractionele lading zou worden vernietigd. Recente experimenten hebben echter aangetoond dat de FQHE ook kan worden gerealiseerd in systemen zonder fysieke randen.

In deze experimenten worden de quasigaten begrensd door een periodiek potentieel dat wordt gecreëerd door een reeks metalen poorten op het oppervlak van het tweedimensionale elektronensysteem. De poorten creëren een patroon van potentiële heuvels en valleien die de quasi-holes opsluiten en voorkomen dat ze zich vrij kunnen bewegen. Dankzij dit opsluitingsmechanisme kan de FQHE worden waargenomen, zelfs als er geen fysieke randen zijn.

De realisatie van de FQHE zonder randen is een belangrijke doorbraak die nieuwe mogelijkheden opent voor het bestuderen van dit fascinerende kwantumfenomeen. Door de noodzaak voor fysieke randen te elimineren, kunnen onderzoekers nu de FQHE onderzoeken in systemen met verschillende geometrieën en randvoorwaarden. Dit zal een dieper begrip van de onderliggende fysica van de FQHE mogelijk maken en kan leiden tot de ontdekking van nieuwe en exotische kwantumtoestanden.