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精华笔记
凝聚态可以说是目前物理学中最蓬勃发展的领域,为什么凝聚态如此重要呢?
一、超流体和超导体
1. 凝聚态简单来说就是凝聚在一块的物态。固体在特殊条件下,比如高温、低温、高压、强磁场,会展现出很多奇特的性质;
2. 在温度很低的情况下,电子会通过交换声子形成库珀对,从而变成玻色子。玻色子在经历玻色-爱因斯坦凝聚之后可以变成超流体,带电的超流体就是超导体;
库珀对
3. 凝聚态中可变的参数很多,会使整个物理系统变得非常杂乱。到现在我们也没搞懂所有的超导机理,所以有很多科研工作可以做;
二、量子霍尔效应
4. 1879 年,美国物理学家Edwin Hall发现了霍尔效应。最初的霍尔效应很简单,将一块方形金属板两端通上电,金属板中就会有电流流过;
5. 再在垂直于金属板的方向上加一个磁场,稳定之后就会在金属板垂直于电流的方向产生一个电压。横向的霍尔电压除以纵向的电流,就是霍尔电阻;
霍尔效应原理
6. 在温度极低的环境下,把霍尔效应的磁场加到极强的等级,就会出现量子霍尔效应,这时系统的霍尔电阻随磁场呈现出阶梯状的变化规律,并且跟材料的形状关系不大;
霍尔电阻的阶梯状变化
7. 在分数量子霍尔效应中,量子系统可以被激发出不同于玻色子和费米子的等效粒子。也就是通过凝聚态,我们可以人工创造出大自然里原本不存在的现象;
三、未来的凝聚态
8. 除了超导和量子霍尔效应之外,凝聚态中还可以诞生很多新奇的事物,比如分数统计和时间晶体。一般晶体是在空间上按规律排列,而时间晶体是在时间上规律排列,就好像材料在“呼吸”一样;
9. 凝聚态系统还可以用来类比和模拟其它系统,跨界解决一些其它领域的问题。2019年,一位加州理工学院的物理学家就用凝聚态模拟出了黑洞的方程。
沙发
严伯钧 回复 @小阿波罗:
舍不得,以后还有新节目吗
严伯钧 回复 @黑白番: 可能会有。
周扬青喜欢量子物理
严伯钧 回复 @蓝鲸1977: 嫌弃罗志祥没文化?
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第一
严伯钧 回复 @我錯故我在: