분수화

이 글은 대부분의 독자들이 이해하기에는 너무 기술적인 것일 수도 있다. 기술 세부 정보를 제거하지 않고 비전문가가 이해할 수 있도록 개선하십시오.(2011년 12월) (이 템플릿 메시지를 제거하는 방법 및 시기 학습)

양자역학에서 분율화는 시스템의 퀘이파티클을 그것의 기본적인 구성 요소들의 조합으로 구성할 수 없는 현상이다.가장 초기적이고 가장 두드러진 예로는 구성 입자는 전자지만 퀘이파티클은 전자 전하의 분수를 전달하는 부분 양자 홀 효과다.^[1][2]분율화는 기본 구성 요소로 구성된 것으로 간주되는 퀘이파르티클의 분열을 이해할 수 있다.예를 들어 스핀-충전 분리의 경우 전자는 '스파이논'과 '차르곤'의 결합 상태로 볼 수 있으며, 특정 조건에서 개별적으로 자유롭게 이동할 수 있다.

역사

정량화된 홀 전도율은 1980년에 전자 전하와 관련하여 발견되었다.러플린은 1982년에 보인 분수 양자 홀 효과를 설명하기 위해 1983년에 분수령 요금제를 제안했고, 1998년 노벨 물리학상을 공동 수상했다.1997년 실험에서는 3분의 1 전하의 전류를 직접 관측했다.1999년에 5분의 1의 충전이 관찰되었고 그 이후 다양한 홀수 분수가 검출되었다.

질서 정연한 자성 물질은 나중에 흥미로운 스핀 단계를 형성하는 것으로 나타났다.스핀 분율화는 2009년 스핀 아이스에서, 2012년에는 스핀 액체를 통해 관찰되었다.

분율 전하가 응축물리학에서 계속 활발한 주제가 되고 있다.이러한 양자 단계에 대한 연구는 위상 양자 컴퓨터를 위한 표면 운송을 통해 초전도성과 절연체에 대한 이해에 영향을 미친다.

물리학

복잡한 응축 물질에서 많은 신체 효과는 물질에 존재하는 퀘이파티클이라고 설명할 수 있는 긴급한 성질을 가져온다.고형물에서의 전자 거동은 다른 유효 질량을 가진 준입자 마그노, 엑시톤, 구멍 및 전하로 간주될 수 있다.스피논, 창자, 그리고 어떤 것도 기본적인 입자 조합으로 간주될 수 없다.다양한 양자 통계치가 관찰되었다. Anyons 파장 기능은 다음과 같은 교환으로 연속적인 단계를 얻는다.^[3]

${\displaystyle P( \PSI _{1}\rangele \Psi _{2}\rangele )=e^{i\theta } \Psi _{2}\rangele \Psi _{1}\rangele }$

많은 절연체가 2D 양자 전자 가스 상태의 전도 표면을 가지고 있다는 것이 밝혀졌다.

시스템들

폴리아세틸렌과 같은 1D의 솔리톤은 절반의 전하로 이어진다.^[4]1D SrCuO의₂ 전자에서 스핀과 홀론으로 분리가 검출되었다.^[5]부분 위상 거동을 갖는 양자 전선이 연구되었다.

분수 스핀을 가진 스핀 액체는 ZnCu₃(OH)₆Cl₂ (herbertsmithite), α-RuCl과₃ 같은 좌절된 자기 결정에서 발생한다.^[6]DyTiO와₂₂₇ HoTiO의₂₂₇ 스핀아이스는 부분화된 스핀 자유도를 가지고 있어 자기 단극이 분리된다.^[7]그것들은 구성 요소들의 조합인 양자 숫자를 가진 마그논과 쿠퍼 쌍과 같은 퀘이파티클과 대조되어야 한다.가장 유명한 것은 양자 홀 시스템일 수 있는데, 이는 2D 전자 가스 물질인 GaAs 이질구조와 같은 높은 자기장에서 발생한다.자속 광선과 결합한 전자는 전류를 전달한다.그래핀은 전하 분율을 나타낸다.

3D 시스템으로 부분 동작을 확장하려는 시도가 있었다.다양한 화합물의 위상학적 절연체(예: 텔루륨 합금, 안티몬) 및 순수 금속(비스무트) 결정의^[8] 표면 상태는 부분화 서명을 위해 탐구되었다.

메모들