“我们发现了夸克!”美籍华裔物理学家崔琦在寻找电子晶体的时候,意外地发现在强磁场下电子好像被分割了,戏谑地说到。虽然事后证明,他看到的并非夸克,但他的发现令他和德国物理学家horststörmer、美国物理学robert b. laughlin一起,获得了1998年的诺贝尔物理学奖。虽然他们发现的并非夸克,但是意义毫不逊色——这就是分数量子霍尔效应。 分数量子霍尔效应的研究历程是一个典型的现有实验现象后有理论研究的故事,就像先有苹果下落、日升月落的现象观察,才有经典力学体系一样。 霍尔效应,顾名思义,是首先被一个叫霍尔的人发现的。1879年的时候,霍尔在研究电流与磁铁相互作用时发现,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差。这个事儿细细想来也不难理解,因为载流子从导体中通过的时候,受到洛伦兹力的作用,都往一侧跑,汇聚的结果就是两个端面的电势差。