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量子ホール物理学：偶数分母の分数量子ホール状態におけるアハロノフ–ボーム干渉
Nature 649, 8096 doi: 10.1038/s41586-025-09891-2
非アーベル型エニオンの位置交換は、そうした系の量子状態をトポロジカル保護された形で変化させる。偶数分母の分数量子ホール（FQH）系にそれらの発現が予想されることから、それらの独特な統計的特性を干渉実験で直接研究する機会が得られる。今回我々は、ファブリ・ペロー干渉法を用いて、高移動度2層グラフェン系ファンデルワールス（vdW）ヘテロ構造において、2つの偶数分母状態でコヒーレントなアハロノフ–ボーム干渉を観測したことを報告する。干渉計を一定の充填率で動作させたところ、干渉ループ内の2つの磁束量子に対応する振動周期ΔΦ = 2Φ0が観測され、この干渉には非アーベル統計の兆候は見られなかった。予想されていた周期性ΔΦ = 4Φ0が観測されないことは、干渉する準粒子が電荷e* = 1/2 eを担っていること、またはe* = 1/4 e準粒子の干渉が熱的に不鮮明であることを示している可能性がある。特筆すべきことに、我々はまた、2つの正孔共役状態で予想値の半分の振動周期も観測しており、これは、e* = 1/3 eではなくe* = 2/3 e準粒子の干渉を示している。さらに我々は、統計的位相寄与を調べるために、ファブリ・ペロー干渉計（FPI）を充填率のずれを制御して操作し、これによって干渉ループ内に分数準粒子を導入した。結果として両方の半充填状態で干渉パターンに生じた変化は、余剰のバルク準粒子が基本電荷e* = 1/4 eを担っていることを示しており、これは非アーベル型エニオンに予想されていたものである。
