Une collaboration entre l’Équipe Théorie de MPQ, l’ETH Zurich et le Flatiron Institute a démontré, à la fois théoriquement et expérimentalement, que les champs du vide géants confinés dans une cavité peuvent profondément modifier les interactions électron-électron dans un système de Hall quantique.
(Gauche) Cavité en anneau fendu suspendue au-dessus d’une barre de Hall en GaAs.
(Droite) Schéma illustrant une interaction attractive à longue portée entre électrons, médiée par des photons virtuels dans la cavité.
Deux effets remarquables ont été observés : un renforcement spectaculaire des phases de Hall quantique fractionnaire et une forte modification du facteur gyromagnétique de l’électron (renormalisation du facteur g). Ces phénomènes sont expliqués par des interactions attractives à longue portée entre électrons, médiées par des photons virtuels dans la cavité. Le dispositif expérimental utilise une cavité mobile suspendue, permettant de régler in situ l’intensité du champ du vide au-dessus d’un gaz bidimensionnel d’électrons dans une hétérostructure à base de GaAs.
Référence :
Tunable vacuum-field control of fractional and integer quantum Hall phases
Josefine Enkner, Lorenzo Graziotto, Dalin Boriçi, Felice Appugliese, Christian Reichl, Giacomo Scalari, Nicolas Regnault, Werner Wegscheider, Cristiano Ciuti & Jérôme Faist
Nature 641, 884–889 (2025)
Contact: Cristiano Ciuti
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