Efecto Hall cuántico fraccional
El efecto Hall cuántico fraccional ( FQHE ) es un fenómeno físico en el que la conductancia Hall de electrones 2D muestra mesetas cuantificadas con precisión a valores fraccionarios de . Es una propiedad de un estado colectivo en el que los electrones se unen a las líneas de flujo magnético para formar nuevas cuasipartículas , y las excitaciones tienen una carga elemental fraccionaria y posiblemente también estadísticas fraccionarias. El Premio Nobel de Física de 1998 fue otorgado a Robert Laughlin , Horst Störmer y Daniel Tsui. "por su descubrimiento de una nueva forma de fluido cuántico con excitaciones cargadas fraccionadamente" [1] [2] La explicación de Laughlin sólo se aplica a los empastes donde hay un número entero impar. El origen microscópico del FQHE es un tema de investigación importante en la física de la materia condensada.
El efecto Hall cuántico fraccional (FQHE) es un comportamiento colectivo en un sistema bidimensional de electrones. En particular, los campos magnéticos, el gas de electrones se condensa en un notable estado líquido, que es muy delicado y requiere material de alta calidad con una baja concentración de portadores y temperaturas extremadamente bajas. Como en el efecto Hall cuántico entero , la resistencia Hall sufre ciertas transiciones Hall cuánticas para formar una serie de mesetas. Cada valor particular del campo magnético corresponde a un factor de llenado (la relación de electrones a cuantos de flujo magnético )
donde pyq son números enteros sin factores comunes. Aquí q resulta ser un número impar con la excepción de dos factores de llenado 5/2 y 7/2. La serie principal de tales fracciones son
El FQHE fue descubierto experimentalmente en 1982 por Daniel Tsui y Horst Störmer , en experimentos realizados en heteroestructuras de arseniuro de galio desarrollados por Arthur Gossard . Tsui, Störmer y Laughlin recibieron el Premio Nobel de 1998 por su trabajo.
Las cuasipartículas con carga fraccionada no son bosones ni fermiones y presentan estadísticas anónicas . El efecto Hall cuántico fraccional sigue influyendo en las teorías sobre el orden topológico . Ciertas fases de Hall cuánticas fraccionarias parecen tener las propiedades adecuadas para construir una computadora cuántica topológica .
Los experimentos han informado resultados que apoyan específicamente la comprensión de que hay cuasipartículas cargadas fraccionadamente en un gas de electrones en condiciones FQHE.