Ułamkowy kwantowy efekt Halla. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Ułamkowy kwantowy efekt Halla. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy

Komentarze do artykułu

O efekcie Halla napisano wiele, efekt ten jest intensywnie wykorzystywany w technice, ale naukowcy nadal go badają. W 1980 roku niemiecki fizyk Klaus von Klitzung badał działanie efektu Halla w ultraniskich temperaturach. W cienkiej płytce półprzewodnikowej von Klitzung płynnie zmienił natężenie pola magnetycznego i stwierdził, że rezystancja Halla nie zmienia się płynnie, ale skacze. Wielkość skoku nie zależała od właściwości materiału, ale była kombinacją podstawowych stałych fizycznych podzielonych przez stałą liczbę. Okazało się, że prawa mechaniki kwantowej w jakiś sposób zmieniły naturę efektu Halla. Zjawisko to nazwano integralnym kwantowym efektem Halla. Za to odkrycie von Klitzung otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1985 roku.

Dwa lata po odkryciu von Klitzunga w laboratorium Bell Telephone (tym samym, w którym odkryto tranzystor), Stormer i Tsui badali kwantowy efekt Halla, używając wyjątkowo czystej, dużej próbki arsenku galu wykonanej w tym samym laboratorium. Próbka miała tak wysoki stopień czystości, że elektrony przechodziły od końca do końca bez napotykania przeszkód. Eksperyment Stormera i Tsui odbył się w znacznie niższej temperaturze (prawie zera absolutnego) i przy silniejszych polach magnetycznych niż eksperyment von Klitzunga (milion razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi).

Ku ich zaskoczeniu Stormer i Tsui stwierdzili skok oporu Halla trzykrotnie większy niż von Klitzunga. Potem znaleźli jeszcze większe skoki. Otrzymano tę samą kombinację stałych fizycznych, ale podzielono nie przez liczbę całkowitą, ale przez liczbę ułamkową. Fizycy uważają ładunek elektronu za stały, niepodzielny przez części. I w tym eksperymencie niejako uczestniczyły cząstki o ładunkach ułamkowych. Efekt ten nazwano ułamkowym kwantowym efektem Halla.

Rok po tym odkryciu Laughlin, pracownik laboratorium, przedstawił teoretyczne wyjaśnienie tego efektu. Stwierdził, że połączenie ultraniskiej temperatury i silnego pola magnetycznego powoduje, że elektrony tworzą nieściśliwy fluid kwantowy. Rysunek przedstawia przepływ elektronów (kulek) przebijających płaszczyznę za pomocą grafiki komputerowej. Nieregularności płaszczyzny przedstawiają rozkład ładunku jednego z elektronów w obecności pola magnetycznego i ładunku innych elektronów.

Jeśli elektron zostanie dodany do cieczy kwantowej, powstaje pewna ilość kwazicząstek o ułamkowym ładunku (na rysunku jest to pokazane jako zestaw strzałek dla każdego elektronu).

Ułamkowy kwantowy efekt Halla

W 1998 roku Horst Stormer, Daniel Tsui i Robert Laughlin otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Obecnie H. Stormer jest profesorem fizyki na Uniwersytecie Columbia, D. Tsui jest profesorem na Uniwersytecie Princeton, a R. Laughlin jest profesorem na Uniwersytecie Stanforda.

Zobacz inne artykuły Sekcja Początkujący amator radiowy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

oddech grypy 21.01.2018

Grypa rozprzestrzenia się poprzez unoszące się w powietrzu kropelki – w kropelkach aerozolu, które wylatują z ust pacjenta, znajdują się cząsteczki wirusa, a wdychając je, zostajemy zakażeni. Skąd pochodzą te mikrokropelki z wypełnieniem wirusowym? Oczywiście, gdy pacjent kicha i kaszle; instynktownie staramy się oddalić od takich osób. Jednak w rzeczywistości kaszel i kichanie wcale nie są konieczne: wirusy rozpraszają się od pacjenta, nawet gdy tylko oddycha.

Naukowcy z University of Maryland obserwowali prawie XNUMX osób z grypą, które miały objawy niedawno, dzień temu lub dwa dni temu. Pacjenci rozmawiali, kaszlali, kichali lub po prostu spokojnie oddychali, a powietrze, które wychodziło z ich ust przez pół godziny, było zbierane i analizowane pod kątem wirusów; ponadto obecność wirusa oceniano zarówno na podstawie jego RNA, jak i całych cząstek wirusa.

W około połowie przypadków, gdy próbkę powietrza pobrano bez kaszlu i kichania, cząstki aerozolu zawierały wystarczającą ilość wirusowego RNA, a większość aerozoli „oddechowych” zawierała całe cząstki wirusa. Oznacza to, że, jak wspomniano powyżej, osoba z grypą rozprzestrzenia wirusa wokół siebie po prostu oddychając, bez kaszlu i kichania. Co więcej, autorzy twierdzą, że podczas kichania wirus nie pojawia się w powietrzu tak bardzo, jak można by się spodziewać, to znaczy kichanie, w porównaniu z normalnym oddychaniem, nie wypełnia bardzo wirusem otaczającego powietrza.

Nowe dane pomogą stworzyć lepsze modele matematyczne do opisywania rozprzestrzeniania się grypy (i prawdopodobnie innych wirusów przenoszonych drogą powietrzną); takie modele umożliwią epidemiologom dokładniejszą ocenę prawdopodobieństwa i nasilenia epidemii sezonowych.

Jeśli chodzi o bardziej codzienne rzeczy, nawet jeśli komuś uda się nie kichać ani kaszleć, zwłaszcza w pierwszych dniach choroby, to wcale nie jest powód, aby wychodzić z domu: nawet po prostu oddychając w zatłoczonym miejscu, może zarazić grupę ludzi.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Odkryto asteroidę wodną

▪ Odkryto najgorętszą planetę

▪ Dziura ozonowa się zamyka

▪ Nie tylko ocieplenie

▪ Siedmiocalowy smartfon Samsung Galaxy J Max

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Jednostki Sprzętu Krótkofalowego. Wybór artykułów

▪ artykuł Bhartrihari. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Czy koty naprawdę widzą w ciemności? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Ostra czerwona papryka. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Elektroniczny obrotomierz do motocykla. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Domowe kable koncentryczne RK75-4-11 - RK75-7-22. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn