「我們發現了夸克!」美籍華裔物理學家崔琦在尋找電子晶體的時候,意外地發現在強磁場下電子好像被分割了,戲謔地說到。雖然事後證明,他看到的並非夸克,但他的發現令他和德國物理學家horststörmer、美國物理學robert b. laughlin一起,獲得了1998年的諾貝爾物理學獎。雖然他們發現的並非夸克,但是意義毫不遜色——這就是分數量子霍爾效應。 分數量子霍爾效應的研究歷程是一個典型的現有實驗現象後有理論研究的故事,就像先有蘋果下落、日升月落的現象觀察,才有經典力學體系一樣。 霍爾效應,顧名思義,是首先被一個叫霍爾的人發現的。1879年的時候,霍爾在研究電流與磁鐵相互作用時發現,當電流垂直於外磁場通過導體時,在導體的垂直於磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差。這個事兒細細想來也不難理解,因為載流子從導體中通過的時候,受到洛倫茲力的作用,都往一側跑,匯聚的結果就是兩個端面的電勢差。