En physique, la fractionalisation est le phénomène par lequel les quasiparticules d'un système ne peuvent être construites comme les combinaisons de ses constituants élémentaires. Un exemple important et parmi les premiers trouvés est celui de l'effet Hall quantique fractionnaire. Dans ce cas, les particules constitutives sont des électrons, mais les quasiparticules ont une charge électrique qui est une fraction de celle d'un électron. La fractionalisation peut être comprise comme un déconfinement des quasiparticules qui, ensemble, forment un constituant élémentaire. Dans le cas de la séparation spin-charge, par exemple, l'électron peut être considéré comme un état lié d'un "spinon" et d'un "chargeon", qui sous certaines conditions peuvent devenir libre de se déplacer séparément.
L'effet Hall quantique a été découvert en 1980, alors qu'une conductivité quantifiée a été mesurée. Laughlin a proposé un fluide de charge fractionnaires en 1983 comme modèle pour expliquer l'effet Hall quantique fractionnaire détecté en 1982, ce qui lui a valu une part du Prix Nobel de Physique de 1998. En 1997, un courant électrique avec des porteurs ayant une charge d'un tiers celle de l'électron a été observé directement. L'effet analogue avec une charge d'un cinquième a été vu en 1999. Depuis, diverses fractions impaires ont été détectées.
Il a été montré plus tard que des matériaux magnétiques désordonnés forment des phases de spin intéressantes. La fractionalisation du spin a été observé dans les glaces de spin en 2009 et les liquides de spin en 2012.
Les charges fractionnaires demeurent un sujet de recherche actif en physique de la matière condensée. L'étude de ces phases quantiques influence la compréhension de la supraconductivité, et des isolants avec des transports de surface pour les ordinateurs quantiques topologiques.
Les effets à plusieurs corps dans les phases complexes de la matière mènent à des propriétés émergentes qui ont une description en termes de quasiparticules.
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Les chargeons, ou holons, sont l'une des trois quasi-particules, avec les spinons et les orbitons, qui résultent de la division des électrons contenus dans les solides au cours du processus de séparation spin-charge, se produisant lorsqu'ils sont extrêmement confinés et à des températures proches du zéro absolu. L'électron peut toujours être théoriquement considéré comme un état lié des trois quasi-particules, avec le spinon portant le spin de l'électron, l'orbiton caractérisant l'orbitale atomique et le chargeon portant la charge électrique, mais dans certaines conditions ils peuvent se déconfiner et se comporter comme des particules indépendantes.
Les spinons sont l'une des trois quasi-particules, avec les chargeons et les orbitons, qui résultent de la division des électrons contenus dans les solides au cours du processus de séparation spin-charge, se produisant lorsqu'ils sont extrêmement confinés et à des températures proches du zéro absolu. L'électron peut toujours être théoriquement considéré comme un état lié des trois quasi-particules, avec le spinon portant le spin de l'électron, l'orbiton caractérisant l'orbitale atomique et le chargeon portant la charge électrique, mais dans certaines conditions ils peuvent se comporter comme des particules indépendantes.
Les quasi-particules, ou quasiparticules, sont des entités conçues comme des particules et facilitant la description des systèmes de particules, particulièrement en physique de la matière condensée. Parmi les plus connues, on distingue les trous d'électrons qui peuvent être vus comme un "manque d'électron", et les phonons, qui décrivent des "paquets de vibration". Les solides sont formés de trois types de particules : les électrons, les protons et les neutrons.
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