Сразу две группы исследователей продемонстрировали физические системы без сильного магнитного поля, в которых наблюдается так называемая бабочка Хофштадтера. Краткое изложение работ приводится на сайте Американского физического общества.

Бабочкой Хофштадтера называют фрактальную структуру, описанную в 1976 году Дугласом Хофштадтером.

Она возникает при описании уровней энергии электронов в переменном электрическом поле в присутствии сильного магнитного поля. Эта структура является одним из немногих фракталов, встречающихся в физике.

Рис. 1. Схема опыта с атомами рубидия в оптической решетке (Aidelsburger et al и Miyake et al).

В рамках обеих работ физики использовали оптическую решетку – систему лазерных лучей, создающих периодических потенциал в пространстве. В узлах решетки располагались атомы рубидия. Вся система была охлаждена до крайне низких температур.

На атомы рубидия действовал внешний лазерный импульс. Когда атомы поглощали фотоны, они туннелировали уже с испусканием фотона с одного узла решетки в другой. Контроль за этим процессом позволил ученым сымитировать с высокой точностью движение электронов, о котором речь шла выше.

Примечательно, что напрямую бабочку Хофштадтера (то есть напрямую измерить уровни энергий) ученым «поймать» не удалось – обе группы использовали косвенные методы для обнаружения этого объекта.

Вместе с тем исследователи говорят, что подобные системы – атомы в оптической решетке – могут служить хорошей моделью для изучения разного рода эффектов.