İçeriğe atla

Kuantum Hall etkisi

Kuantum Hall etkisi, Hall etkisinin kuantum mekaniği sürümüdür. Birbirine dik elektriksel ve manyetik alan içerisindeki bir iletken veya yarı iletkenden hem elektriksel alan yönünde hem de elektriksel ve manyetik alana dik yönde akım geçer. Geçen akıma göre her iki doğrultuda da iletkenlik ölçüldüğünde iletkenliğin manyetik alanının tersiyle doğru orantılı olduğu görülür. B=10 Tesla gibi yüksek manyetik alanlarda ise bu orantı doğrusallıktan sapar ve doldurma çarpanının belirli katlarında enine iletkenlikte düz bölgeler gözlenir. Bu bölgeler doldurma çarpanının tam sayı katlarında gözlenirse tam sayı kuantum Hall etkisi, kesirli katlarında gözlenirse kesirli kuantum Hall etkisi denir. Bu düzlüklerdeki iletkenlik değeri evrensel sabitler olan elektron yükünün karesinin, Planck sabitine bölümünün tam veya kesirli katları cinsinden gözlenir. Bu oran ince yapı sabitinin hassas olarak belirlenmesinde kullanılmaktadır. Öte yandan boyuna iletkenlik, enine iletkenlikteki manyetik alanın tersine bağlı düzlüklerin bir sonraki düzlüğe geçtiği bölgede sonlu değerler alırken düzlük bölgesinde sıfırdır.[1]

Kaynakça

  1. ^ Ezawa, Zyun F. (2013). Quantum Hall Effects: Recent Theoretical and Experimental Developments (İngilizce) (3. bas.). World Scientific. ISBN 978-981-4360-75-3. 

Konuyla ilgili yayınlar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Elektron</span> Temel elektrik yüküne sahip atomaltı parçacık

Elektron, eksi bir temel elektrik yüküne sahip bir atomaltı parçacıktır. Lepton parçacık ailesinin ilk nesline aittir ve bileşenleri ya da bilinen bir alt yapıları olmadığından genellikle temel parçacıklar olarak düşünülürler. Kütleleri, protonların yaklaşık olarak 1/1836'sı kadardır. Kuantum mekaniği özellikleri arasında, indirgenmiş Planck sabiti (ħ) biriminde ifade edilen, yarım tam sayı değerinde içsel bir açısal momentum (spin) vardır. Fermiyon olmasından ötürü, Pauli dışarlama ilkesi gereğince iki elektron aynı kuantum durumunda bulunamaz. Temel parçacıkların tamamı gibi hem parçacık hem dalga özelliklerini gösterir ve bu sayede diğer parçacıklarla çarpışabilir ya da kırınabilirler.

<span class="mw-page-title-main">Kuark</span> Temel parçacık türü

Kuark, bir tür temel parçacık ve maddenin temel bileşenlerinden biridir. Kuarklar, bir araya gelerek hadronlar olarak bilinen bileşik parçacıkları oluşturur. Bunların en kararlıları, atom çekirdeğinin bileşenleri proton ve nötrondur. Renk hapsi olarak bilinen olgudan ötürü kuarklar asla yalnız bir şekilde bulunmaz, yalnızca baryonlar ve mezonlar gibi hadronlar dahilinde bulunabilir. Bu sebeple kuarklar hakkında bilinenlerin çoğu hadronların gözlenmesi sonucunda elde edilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Bose-Einstein yoğunlaşması</span>

Bose-Einstein yoğunlaşması (BEY), parçacıkları bozonlardan oluşan maddelerin en alt enerji seviyesinde yoğunlaştığı, kuantum etkilerinin gözlenebildiği maddenin bir halidir. Bozonik atomlar için, seyreltilmiş gaz halinde lazer soğutması aracılığıyla mutlak sıfır sıcaklığına doğru inilerek bu hale geçiş yani yoğunlaşma sağlanabilir. Atomların klasik gazlardan farklı olarak Maxwell-Boltzmann istatistiği yerine Bose-Einstein istatistiğine makroskobik olarak/büyük ölçekte uyması BEY'nin belirleyici özelliğidir.

Yukarı kuark en hafif kuarktır, temel bir parçacıktır ve maddenin önemli bir bileşenidir. Aşağı kuarkla birlikte atom çekirdeğini meydana getiren proton ve nötronu oluşturur. Birinci nesil olarak sınıflandırılırlar. Elektrik yükü +2/3 e olup çıplak kütleleri 2,2+0,5
-0,4
 MeV/c2
olarak ölçülmüştür. Bütün kuarklar gibi yukarı kuark da 1/2 spine sahip temel fermiyondur ve dört temel etkileşimin hepsinden etkilenir. Yukarı kuarkın antiparçacığı olan yukarı antikuark ile elektriksel yük işareti gibi birkaç özellikte farklılaşır.

<span class="mw-page-title-main">Manyeto optik tuzak</span>

Manyeto optik tuzak, soğuk, kapana kısılmış nötr örnekleri üretebilmek için lazer soğutma ve uzamsal olarak değişen bir manyetik alan kullanan bir cihazdır. Bir MOT'tan elde edilen sıcaklıklar, foton geri tepme sınırının iki veya üç katı olan atomik türe bağlı olarak birkaç mikrokelvin kadar düşük olabilir. Bununla birlikte, çözülmemiş aşırı ince yapıya sahip atomlar için, örneğin;bir MOT'nta elde edilen sıcaklık Doppler soğutimitinden den daha yüksek olacaktır.

<span class="mw-page-title-main">Hall etkisi</span> Bir elektrik iletkeni boyunca voltaj farkı üretimi

Manyetik alan içerisinde bulunan ve üzerinden akım geçen bir iletken boyunca gerilim oluşması olayına Hall etkisi denilmektedir. 1879'da Dr. Edwin Hall tarafından keşfedilmiştir. Gerilimin doğrultusu iletkenden geçen akımın ve manyetik alanın yönüne diktir.

Stern-Gerlach deneyi Alman fizikçi Otto Stern ve Walther Gerlach tarafından isimlendirilen taneciklerin sapmasının kuantum mekaniği alanında önemli bir deneydir. 1922 yılında Otto Stern ve Walther Gerlach tarafından gerçekleştirilen bu deney, genellikle parçacıkların saçınımını kullanarak kuantum mekaniğinin temel noktalarını açığa çıkarması açısından önemlidir. Bu deney elektronların ve atomların özünde kuantum özelliklerine sahip olduğunu ve ölçülürken kuantum mekaniğinin sistemi nasıl etkilediğini ispat etmek için yapılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Walter Kohn</span> Amerikalı fizikçi (1923 – 2016)

Walter Kohn, John A. Pople ile birlikte 1998 Nobel Kimya Ödülü sahibi Yahudi kökenli Amerikalı fizikçi. Walter Kohn ve John Pople bu ödülü kuantum kimyası üzerine bir birlerinden bağımsız olarak yaptıkları çalışmalar üzerine almaya hak kazanmışlardır. Kohn özelde bu ödülü Atomlar arasındaki kimyasal bağları açıklamak üzere karmaşık matematiği kuantum mekaniğine uygulayarak geliştirdiği yoğunluk fonksiyonları teorisi sayesinde kazanmıştır.

Dolanıklık, kuantum mekaniğine özgü bir olgudur. Kuantum fiziğine göre iki benzer parçacık birbiriyle eşzamanlılığa sahiptir. Bu parçacıklar ayrı yerlerde birbirinden eşzamanlı olarak etkilenirler. İki elektron parçası ışık yılına yakın uzaklıkta olsa dahi birbirlerini etkileyebilirler. Bu sayede birbirinden ışık yılına yakın bir uzaklıkta olan bir elektron kendi çevresi etrafında sağa dönerken diğer bir elektron parçası sola dönecektir.

Fizikte kara delik termodinamiği, termodinamik kanunlarını kara deliğin olay ufkuyla bağdaştırmaya çalışan bir araştırma alanıdır. Kara delik ışınımının istatistiksel mekanik konusu, kuantum mekaniğinin gelişmesini sağlar. Kara delik ışınımının istatistiksel mekanik konusunu anlamaya çalışmak, bu konunun kuantum yer çekimi konusunu anlamamızda büyük etkisi olacaktır. Ayrıca holografi ilkesini anlamamızı sağlayacaktır.

Per-Olov Löwdin İsveçli fizikçi, Uppsala Üniversitesi'nde profesör, paralel olarak 1993'e kadar Florida Üniversitesi'nde profesör. Ivar Waller adı altındaki eski lisans öğrencisi, Löwdin 1950 yılında moleküler orbital hesaplamalar için simetrik ortogonalizasyon düzenlemeleri yapmıştır. Bu şema Yarı-ampirik teorileri kullanılan sıfır diferansiyel örtüşme (ZDO) yaklaşım temelidir. Löwdin ayrıca kolay kuantum mekaniğinin çeşitli teoremlerin türetmelerini matrisleri için sembolleri kullanarak oluşturmuştur. ROHF,UHF ve RES-GVB teorilerinde kullanılan meşhur “Löwdin’s pairing theorem” onun değildir. Kendisine göre George G. Hall ve King Löwdin 'in resmi olmayan önerisinden sonra resmi bir sunum yapmışlardır. 1963 ve 1971 yılları arasında yayınlanmış pertürbasyon teorisi üzerindeki 14 sayfa dizi kuantum kimyası için en iyi bölümleme tekniği olarak görülmüştür. Löwdin ayrıca 1958 yılında Uppsala'da kuantum kimyası yaz okulundan başlayarak çok etkili ve aktif bir öğretmendir. 1958 ve 1960'ta Uppsala Üniversitesi kuantum kimyası grubuna kardeş olarak Florida Üniversitesi'nde kuantum teorisi projesine başlamıştır. Uluslararası Kış Enstitüleri yüzlerce Latin Amerikanların seksenler ve doksanlar boyunca katılımlarını sağladı. 1960 yılında Kış Enstitüsünün içindeki birleşimde Sanibel sempozyumunu kurdu. 1960'tan sonra her yıl düzenlenmiştir. Löwdin 1969'da İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi üyesi olarak seçilmiş ve 1972'den 1984'e kadar Fizik Nobel Ödülü komitesinde bulunmuştur. Kuantum kimyası uluslararası gazetesi ve kuantum kimyası gelişmeler serisi kurucudur. Uluslararası Kuantum Moleküler Bilimler Akademisi'nin de vakıf üyesidir.

Φ = B · S.

Wheeler–DeWitt denklemi bir alan denklemidir. Kuantum kütleçekimi kuramına bir adım niteliğinde olan kuantum mekaniği ve genel göreliliğin fikirlerini matematiksel olarak birleştirme yönündeki kuramsal çabaların bir parçasıdır. Bu yaklaşımda zaman, denklemde bir rol oynamaz ki bu da zaman sorununa işaret eder. Daha ayrıntılı olmak gerekirse, bu denklem Hamiltonyen kısıtının metrik değişkenler kullanarak yapılan bir kuantum biçimidir. Wheeler-DeWitt denkleminin diffeomorfizma kısıtlarıyla komütasyon ilişkileri Bergmann-Komar grubunu üretir.

Kuantum durumu ya da kuantum hâli, kuantum mekaniğinde, izole edilmiş bir kuantum sistemini ifade etmek için kullanılan terimdir. Bir kuantum durumu, her bir gözlemlenebilir değer için birer olasılık dağılımı sağlar.

Parton, Richard Feynman tarafından ortaya atılan bir hadron modelidir. Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi'nde (SLAC) 1968 yılında yapılan derin inelastik saçılma deneyleri, protonun daha küçük, nokta benzeri parçacıklardan oluştuğunu ve böylece bir temel parçacık olmadığını gösterdi. O dönemde fizikçiler bu nesneleri kuarklar ile ilişkilendirmek konusunda tereddütlü olduklarından parçacıklar, Feynman tarafından türetilen "parton" olarak adlandırdı. Bu deneyler sırasında gözlemlenen cisimler, diğer çeşnilerin de keşfedilmesiyle daha sonra yukarı ve aşağı kuark olarak tanımlanacaktı. Buna rağmen parton, hadronların bileşenlerini tanımlayan ortak bir terim olarak kullanımda kaldı.

<span class="mw-page-title-main">GIM mekanizması</span>

Kuantum alan teorisinde, Glashow–Iliopoulos–Maiani mekanizması veya kısaltılmış adıyla GIM mekanizması, çeşni değiştiren yüksüz akımların bir halka için bastırıldığı mekanizmadır.

Kuantum elektrodinamiğinde bir parçacığın anormal manyetik momenti, döngülerle beraber Feynman diyagramları ile ifade edilen kuantum mekaniğinin, o parçanın manyetik momentine etkilerinin bir katkısıdır.

<span class="mw-page-title-main">Negatif indisli metamalzeme</span>

Negatif indisli metamalzemeler (NIM), kırılma indisi belli frekans aralıklarında negatif değer alan metamalzemelerdir. Kırılma indisinin negatif olması bu yapay malzemelerde "negatif kırılma" gibi doğal malzemelerde bulunmayan özelliklere sahip olmasını sağlamaktadır. Bu malzemelerin yapay tepkileri dolayısıyla elektrodinamikteki standart sağ el kuralı kuralı bu ortamlarda tersine döner; bu nedenle negatif indisli metamalzemeler aynı zamanda "solak malzemeler" olarak bilinmektedir.

Gilbert " Gil " George Lonzarich, Cambridge Üniversitesi Cavendish Laboratuvarı'nda çalışan bir katı hal fizikçisidir. Özellikle süperiletken ve manyetik malzemeler üzerine yaptığı çalışmalarla tanınmaktadır.