跳到主要内容

话题

量子力学

量子力学

量子霍尔效应得到了新的尺寸

30 Oct 2001

凝聚物和粒子物理学之间存在长期的连接历史。例如,被认为解释基本粒子的群体的HIGGS机制具有其起源于超导性研究。现在,两位凝聚力理论家提出了一家广泛研究的二维效果,量子霍尔效应的四维版本,可以告诉我们更多关于空间的基本性质。加州和清华大学施诚张和建王的工作甚至可能代表了迈向理论物理的最终目标之一 - 一种巨大的重力理论(S-C Zhang和J Hu 2001 科学 294 823).

‘量子霍尔效应的高尺寸概括已经寻求很长一段时间,但之前没有人成功,’张告诉PhysicsWeb。‘数学结构与弦理论非常相关,但该模型远远远非宇宙的现实模型。’

可以通过忽略电子之间的相互作用或相关性并计算带电激励的性质来解释最浓缩的物质系统‘sea’电子在系统中。但是,存在越来越多的强烈相关系统–如高温超导体–其中电子相互作用是重要的,并且传统的方法分解。这些系统中的大多数都在其基地开发了长距离的顺序。但是,量子霍尔效应和‘Luttinger liquid’是量子无序地面态的唯一已知的例子。

当在磁场中测量电子的二维气体的电阻时,观察量子霍尔效应。在1980年,Klaus von Klitzing发现,当磁场高并且温度非常低时,量化气体的电阻量。可以在没有电子相关的情况下解释该整数量子霍尔效应,但是当1982年发现分数量子霍尔效应时,这种传统方法失败。随后在罗伯特劳斯林方面解释了这一效果,以便电子相关导致切割激励的电子相关性。在分馏的激发方面也可以理解Luttinger液体。

当张和胡延伸到四维的量子霍姆的理论,他们发现,在系统边界中描述了兴奋的方程类似于麦克斯韦’古典电磁的方程式,也是爱因斯坦的线性版本’■综合相对论理论。他们还发现,激发可用于模拟不含质量的相对论颗粒,例如光子和坟墓,以及在没有高能量物理学中的类似物的其他颗粒。结果表明,可以将特殊和一般的相对性视为从量子力学出现的理论,而不是完全不同的理论。

‘虽然这项工作仍然非常有限,但’写张和胡,‘我们希望这一框架将刺激对凝聚物和基本粒子物理学之间的深度联系的调查。’

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者