Fractional Quantum Hall Effect

释义 Definition

分数量子霍尔效应：指在强磁场、低温条件下，二维电子系统的霍尔电导出现精确量子化的平台，其取值为基本量子单位的分数倍（常见如 ( \nu=1/3, 2/5 ) 等）。这一现象源于电子之间强相互作用，体现出具有分数量子数、任意子（anyon）等特征的强关联量子态。（除“分数量子霍尔效应”外，还有更早发现的“整数”量子霍尔效应。）

发音 Pronunciation (IPA)

/ˈfrækʃənəl ˈkwɑːntəm hɔːl ɪˈfekt/

例句 Examples

The fractional quantum Hall effect appears at very low temperatures and high magnetic fields.
分数量子霍尔效应通常出现在极低温和强磁场条件下。

In the fractional quantum Hall effect, electron interactions produce new quasiparticles with fractional charge.
在分数量子霍尔效应中，电子间相互作用会产生带有分数电荷的新型准粒子。

词源与背景 Etymology & Background

该术语由四部分构成：fractional（分数的）+ quantum（量子）+ Hall（霍尔，指霍尔效应，源自物理学家 Edwin Hall）+ effect（效应）。名称中的“fractional”强调霍尔电导量子化不再是整数倍，而是分数倍。该现象在 1982 年由 Tsui、Störmer、Gossard 在二维电子气实验中发现，随后 Laughlin 提出著名的理论波函数解释其强关联起源。

相关词 Related Words

• Anyon
• Composite Fermion
• Integer Quantum Hall Effect
• Landau Level
• Quantum Hall Effect
• Quasiparticle
• Topological Order
• Two-Dimensional Electron Gas

文献与著作 Literary / Notable Works

• Tsui, Störmer, Gossard, “Two-Dimensional Magnetotransport in the Extreme Quantum Limit” (Physical Review Letters, 1982)
• Laughlin, “Anomalous Quantum Hall Effect: An Incompressible Quantum Fluid with Fractionally Charged Excitations” (Physical Review Letters, 1983)
• Prange & Girvin (eds.), The Quantum Hall Effect（经典论文与综述汇编）
• Jain, Composite Fermions（以复合费米子理论系统阐释分数量子霍尔效应）
• Wen, Quantum Field Theory of Many-body Systems（从拓扑序与边界态角度讨论相关现象）