什么是分数量子霍尔效应? 这个问题略犀利.分数量子霍尔效应(Fractional Quantum Hall Effect~FQH)是霍尔效应家族里最复杂也是…什么是凝聚态物理学?什么·是·分数量子霍尔效应?什么是量子? 量子霍尔效应K.Von Klitzing,G.Dorda,M.Pepper于1979年发现,霍尔常数(强磁场中,纵向电压和横向电流的比值)是量子化的,RH=V/I=h/νe2,ν=1,2,3,….这种效应称为整数量子霍尔效应.进而,AT&T的D.Tsui、H.Stormer.分数量子霍尔效应的量子霍尔效应 仔细看实验数据会发觉,在平台上RH的值是(h是普郎克常数)乘上1/V。ν可以是1,2,3…等整数,或是1/3,2/3,2/5,…等分数。当ν是整数时,我们称它为整数量子霍尔效应;当ν是分数时,我们称它为分数量子霍尔效应。为什么说它是“量子”效应呢?因为(普郎克常数)出现了。这从古典公式(4)是看不出来的。其实整数量子霍尔效应,是德国物理学者冯克立钦(von Klitzing)是1980年发现的,他也因此在1985年获得诺贝尔奖。崔琦和史特莫更进一步在高磁场和更低的温度条件,发现分数量子霍尔效应。接下来将简单介绍怎么从量子力学观点来看霍尔效应,并且解释ν的意义。在量子力学中,电子被视为是波,它的运动遵循薛丁格(Schrodinger)方程式,要了解电子行为就要解薛丁格方程式。当电子数目很大,而且电子间的强交互作用不可忽略时,对薛丁格方程式我们几乎是不可能得到完整而精确的解。劳夫林的贡献在于他能写出一个波函数,把二维电子系统的重要物理性质表达出来。要了解这理论,得先知道如果忽略电子间的库伦交互作用,单一电子在磁场作用下的行为。这个问题已被著名俄国物理学者兰道(Lev Landau)在1930年解决了。他发现二维电子只能处于一些电子态上,其中i和n是。分数量子霍尔效应是怎么发现的? 美国物理学家H.L.斯特默和美籍华裔 物理学家崔琦及其同事在实验中采用更低的温度和更强的磁场,对霍尔效 应进行了细致的研究,发现了分数量子霍尔效应。一年后,美国物理学。分数量子霍尔效应的简介 在他们三位的新发现之前,物理学者认为除了夸克一类的粒子之外,宇宙中的基本粒子所带的电荷皆为一个电子所带的电荷-e(e=1.6×10-19库伦)的整数倍。而夸克依其类别可带有±1e/3或±2e/3电荷。夸克在一般状况下,只能存在于原子核中,它们不像电子可以自由流动。所以物理学者并不期待在普通凝体系统中,可以看到如夸克般带有分数电子电荷的粒子或激发态。这个想法在1982年崔琦和史特莫在二维电子系统中,发现分数霍尔效应后受到挑战。一年后劳夫林提出一新颖的理论,认为二维电子系统在强磁场下由于电子之间的电力库伦交互作用,可以形成一种不可压缩的量子液体(incompressible quantum fluid),会展现出分数电荷。分数电荷的出现可说是非常神秘,而且出人意表,其实却可以从已知的量子规则中推导出来。劳夫林还曾想利用他的理论,解释夸克为什么会带分数电子电荷,虽然这样的想法到目前还没有成功。劳夫林的理论出现后,马上被理论高手判定是正确的想法。不过对很多人而言,他的理论仍很难懂。在那之后五、六年间,许多重要的论文陆续出现,把劳夫林理论中较隐晦的观念阐释得更清楚,也进一步推广他的理论到许多不同的物理状况,使整个理论更为完备。以下扼要说明什么是。整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应分别是谁发明的? 1980年,德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应,1982年,美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应,这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖如何用通俗易懂的方式解释量子霍尔效应?这么有意思的题竟然没人答吗?来,先答一发为敬了!这是一个非常好玩的物理现象。我们假设在一小片二维世界里,一个小电子沿着直:-。分数量子霍尔效应的介绍 量子霍尔效应是过去二十年中,凝体物理研究里最重要的成就之一。要解释这个效应,需要用上许多量子物理中最微妙的概念。1998年的诺贝尔物理奖,由美国普林斯顿大学的崔琦(Daniel C.Tsui)、哥伦比亚大学的史特莫(Horst L.Stormer)及史丹佛大学的劳夫林(Robert B.Laughlin)三人获得。得奖理由是“他们发现了一种新形态的量子流体,其中有带分数电荷的激发态”。
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