Forskare vid Nanjings universitet har identifierat ett nytt kvanttillstånd i ett tunt kolmaterial där elektroner varken är helt tvådimensionella eller tredimensionella. Upptäckten, som kallas den transdimensionella anomala Halleffekten, uppstod oväntat under experiment i magnetfält. Lei Wang och hans team bekräftade fenomenet efter ett års analys.
Lei Wang vid Nanjings universitet i Kina och hans kollegor undersökte ett tunt material bestående av kolatomer ordnade i romber, i syfte att observera effektiva elektronströmmar. När materialet placerades i ett magnetfält uppvisade elektronerna ett ovanligt beteende genom att uppvisa en Halleffekt under två ömsesidigt vinkelräta magnetfält. Detta möjliggjorde loopande rörelser både horisontellt och vertikalt i ett material som bara är 2 till 5 nanometer tjockt, vilket inte borde stödja en sådan tredimensionell rörelse i båda riktningarna samtidigt. Teamet döpte detta till den transdimensionella anomala Halleffekten (TDAHE), ett tidigare oobserverat fenomen som inte förutspåtts av teorin. Wang uttalade att "TDAHE kom som en fullständig överraskning, ett fenomen som aldrig tidigare skådats i något annat material, och som inte heller förutspås av någon teori." Efter de första mätningarna tillbringade de ungefär ett år med att verifiera datan genom uppföljande experiment och ytterligare prover för att utesluta fel. Enligt Wang blandar tillståndet inte 2D- och 3D-egenskaper utan representerar ett distinkt tillstånd. Andrea Young vid University of California, Santa Barbara, beskrev elektronernas tillstånd som bristande symmetri på tre sätt och liknade det vid en "kvarts-metall" där symmetrier begränsar elektronernas förmågor. Wangs grupp planerar fortsatta studier i andra material med hjälp av avancerade verktyg som diamantbaserade magnetsensorer. Resultaten publiceras i Nature.
