Phase Relaxation and Counterflow Dissipation in Bilayer Quantum Hall Systems
Final Report Abstract
Exziton-Kondensate in Doppellagen bilden ein Paradebeispiel für makroskopische Quantenphänomene. Durch die reiche Phänomenologie (fast) dissipationsfreier Gegenströme und einer um mehrere Größenordnungen erhöhter Tunnelleitfähigkeit regen Experimente an solchen Systemen zur interessanten theoretischen Fragestellung einer quantitativen Beschreibung an. Im Rahmen des geförderten Projekts wurde eine parameterfreie Beziehung zwischen der Dephasierungsrate des Kondensats und dem Widerstand für Gegenströme abgeleitet, die experimentell überprüfbar ist. Aufgrund der in der Ableitung gemachten Annahmen ist die Beziehung allerdings nur im Bereich relativ hoher Temperaturen gültig. Zur Beschreibung des Tieftemperaturbereichs ist eine Modellierung der Dynamik sogenannter Josephson-Vortizes nötig, die sich auf das Problem gerichteter Polymere in einer ungeordneten Umgebung abbilden lassen. Aufgrund der nicht vorhersehbaren Komplexität dieser Modellierung konnte die Arbeit während des Forschungsfreisemesters nicht abgeschlossen werden. Als unerwartete Möglichkeit hat sich eine Zusammenarbeit mit Bert Halperin und Ivan Levkivskyi zur Nicht-Gleichgewichtsdynamik fraktioneller Quanten-Hall-Ränder ergeben. Das Hauptergebnis dieser Arbeit ist eine Beziehung zwischen der quantenmechanischen anyonischen Phase von fraktionellen Quasiteilchen und dem klassischen Konzept einer Ausschließungswahrscheinlichkeit. Es hat sich herausgestellt, dass Anyonen im Laughlin-Zustand bei Füllfaktor 1/3 eine statistische Anziehung aufeinander ausüben.
Publications
- Noise due to neutral modes in the v=2/3 fractional quantum Hall state, Phys. Rev. B 91, 241104(R) (2015)
So Takei, Bernd Rosenow, Ady Stern
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.241104) - Current Correlations from a Mesoscopic Anyon Collider, Phys. Rev. Lett. 116, 156802 (2016)
Bernd Rosenow, Ivan P. Levkivskyi, and Bertrand I. Halperin
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.156802)
