頭條第926篇原創作品,中國在霍爾效應再次獲得國際突破,潘建偉、陸朝陽、陳明城首次實現光子的分數量子反常霍爾態。
一、前言引題:
在古代自然科學史上我們曾經遙遙領先,然而由於各種原因在近代中我們的腳步了一個節拍。 2013年,清華大學薛其坤及其合作團隊實驗觀測到整數數量子反常霍爾效應,從此中國再次走向自然科學的前列。
中國在霍爾效應再次獲得國際性突破,潘建偉、陸朝陽、陳明城首次實現光子的分數量子反常霍爾態,他們的科研成果在《科學》雜誌在5月3日發表,中國在霍爾效應的研究再次引起轟動。
二、光子的分數量子反常霍爾態發布:
基於自主研發的Plasmonium(等離子體躍遷型)超導高非簡諧性光學諧振器陣列,實現了光子間的非線性相互作用,並進一步在此系統中建構出作用於光子的等效磁場以構造人工規範場,在國際上首次實現了光子的分數量子反常霍爾態。這是利用「自底而上」的量子模擬方法進行量子物態和量子計算研究的重要進展。中國「量子之父」潘建偉院士、「量子鬼才」陸朝陽教授等出席研究成果發表會。
霍爾效應:
1879年美國科學家霍爾在發現指當電流通過置於磁場中的材料時,電子受到洛倫茲力的作用,在材料內部產生垂直於電流和磁場方向的電壓,被稱為霍爾效應,然後引起科學界的轟動,並被廣泛應用於電磁感應領域。
三、霍爾效應的重大突破:
整數數量子化的電導率平台,1980年,德國科學家馮克利欽發現在極低溫和強磁場條件下,霍爾效應出現整數量子化的電導率平台。
重要意義:此現象現象超越了經典物理學的描述,被稱為整數數量子霍爾效應,它為精確測量電阻提供了標準。
分數量子霍爾效應,1981年,美籍華裔科學家崔琦和德國科學家施特默發現了分數量子霍爾效應。整數和分數量子霍爾效應的發現分別獲得1985年和1998年諾貝爾物理學獎。
2013年,清華大學薛其坤院士、中國科學院和史丹佛合作,取得實驗觀測到整數數量子反常霍爾效應,楊振寧院士給予高度為是從中國實驗室裡,第一次發表出了諾貝爾獎級的物理學論文! 」認為是諾貝獎級的科學研究突破。
2023年,華人組合華盛頓大學許曉棟小組和上海交通大學李聽昕、劉曉雪小組分別獨立在雙層轉角MoTe2中觀測到反常分數量子霍爾效應。
2024年5月,潘建偉、陸朝陽、陳明城首次實現光子的分數量子反常霍爾態,這是我們利用「自底而上」的量子模擬方法進行量子物態和量子計算研究的重要進展。
四、寫在最後:
春華秋實人才輩出,「量子鬼才」陸朝陽。
陸朝陽,浙江東陽人,中科大2000級校友,師從潘建偉院士;
2011年獲得英國劍橋大學卡文迪許實驗室博士,並入選了劍橋大學邱吉爾學院Fellow(入選比例約1%)。
28歲成為中科大正教授,國家自然科學基金優秀青、國家自然科學基傑出青年;
《自然》評選出十位中國「科學之星」、選《麻省理工科技評論》「35歲以下創新35人」(TR35)榜單、「全球華人物理學會亞洲成就獎」得主、中科大上海研究院執行院長。
長江後浪推前浪,興趣是最好的老師,學習的動力,成功的基石。
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量子第二觀察室@整理
2024年5月6日
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