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现象与本质

电子量子流体现象

　１９９８年１０月中旬从瑞典传来喜讯，美籍华裔科学家崔琦与德国科学家霍斯特·斯托尔默以及美国物理学家罗伯特·克劳林共获本年度诺贝尔物理学奖。然而致使他们获此殊荣的原因则是他们对于量子物理学的新贡献——电子量子流体现象的发现。
　　１８７９年，一位名叫霍尔的美国物理学家发现，当把一个金片放进一个磁场并使其同磁场的表面成一定的角度，这时电流的滚动就会显示某种特殊的形式。这种现象被称为霍尔效应。他们的研究就源于此。
　　霍尔在世时，这种试验是在室温和中等强度磁场条件下进行的，到本世纪７０年代，研究人员们在极低温和非常强大的磁场条件下进行了实验。亲爱的８０年，美国科学家克劳斯·冯·克林律在实验中发现，半导体硅的霍尔效应出现跳跃性变化。
　　崔琦和斯托尔默当时在贝尔实验室工作，他们利用半导体砷和砷铝化镍进行霍尔效应实验。他们实验的温度更低，幸亏强度更大。他们把两块不同的半导体晶片叠在一起，一面是砷化镍，另一面是砷铝化镍。他们了现电子就在这两片半导体之间的界面上聚集起来，而且非常密集。接着，他们使这一界面的温度降低到仅比绝对零度高十分之一度（约零下２７３摄氏度），然后，加以相当于地球磁场强度１００万倍超强磁场。他们惊奇地发现，在这种条件下半导体界面上的霍尔效应跳跃性比克劳斯发现的要高出３倍，大量相互作用的电子已形成一各新的量子流体，这种量子流体具有一些特异的性质，比如阻力消失，出现几分之一电子电荷的奇特现象等。一年之后，克劳林教授从理论上对他们的实验结果作了解释。正因为如此，他们三人共同获得了诺贝尔物理学奖。
　　据介绍，电子量子流体现象的发现是量子物理学领域内的重大突破，它对物理学许多分支产生了影响，为现代物理学许多分支中断的理论的发展做出了重要贡献。他们的这些研究将可应用于研制功能更强大的计算机和更先进的通信设备，为电子产品的微型化的研究带事突破。他们的发现为许多人体现象的研究开辟了一条新路。很多国家的研究人员都在进行这一领域的研究，以期获得新的发现。