分数量子霍尔效应

分数量子霍尔效应
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。

基本介绍

今年众所瞩目的诺贝尔物理奖,由美国普林斯顿大学崔琦(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」。
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。
电子,夸克-内部结构模型图