Jaký je efekt Quantum Hall?

Efekt kvantové Hall je dobře přijatelnou teorií ve fyzice popisující chování elektronů v magnetickém poli při extrémně nízkých teplotách.Pozorování účinku jasně zdůvodňuje teorii kvantové mechaniky jako celku.Výsledky jsou tak přesné, že standard pro měření elektrického odporu používá efekt Quantum Hall, který také podporuje práci na supravodičích.přes vodič umístěný v magnetickém poli.Nosiče náboje, které jsou obvykle elektrony, ale mohou být protony, rozptylují se na stranu vodiče kvůli vlivu magnetického pole.Tento jev lze vizualizovat jako řada automobilů tlačená do strany kvůli silnému větru, zatímco jde po dálnici.Auta se při pokusu o projet vpřed, ale jsou nuceny do strany.

Potenciální rozdíl mezi stranami vodiče se vyvíjí.Rozdíl napětí je poměrně malý a je funkcí složení vodiče.Amplifikace signálu je nezbytné k vytvoření užitečných nástrojů na základě efektu haly.Tato nerovnováha v elektrickém potenciálu je principem sondy Hall, která měří magnetická pole.Použili proud na vodivé fólie pod silnými magnetickými poli a nízkými teplotami.Místo toho, aby elektrony vytáhly bok do zakřivených kontinuálních cest, elektrony provedly náhlé skoky.V rezistenci na tok byly ostré píky při specifické hladině energie, protože se změnila síla magnetického pole.Mezi vrcholy, odpor klesl na hodnotu poblíž Zera, což je charakteristika nízkoteplotních supravodičů.Vrcholy odporu se vyskytly při navzájem násobky celého čísla.Tyto vrcholy jsou tak předvídatelné a konzistentní, že nástroje založené na efektu kvantové haly lze použít k vytvoření standardů odporu.Takové standardy jsou nezbytné pro testování elektroniky a zajištění spolehlivého výkonu.

Kvantová teorie atomové struktury, což je koncept, že energie je k dispozici v diskrétních, celé pakety na subatomické úrovni, předpovídala efekt kvantové haly již v roce 1975.V roce 1980 získal Klaus von Klitzing Nobelovu cenu ve fyzice za jeho objev, že efekt kvantové haly byl skutečně přesně diskrétní, což znamená, že elektrony mohou existovat pouze v prudce definovaných úrovních energie.Efekt Quantum Hall se stal dalším argumentem na podporu kvantové povahy hmoty.