הרצאת צהרי יום א': מערכות אלקטרוניות בממד נמוך: כולם ביחד וכל אחד לחוד

אבסטרקט:

במערכות אלקטרוניות (מעגלים חשמליים) בממד נמוך מתגלים מצבים קוונטיים רב-חלקיקיים בעלי תכונות מפתיעות, שאינן ניתנות להסבר במונחים של אלקטרונים בלתי-תלויים ("כולם ביחד"); מצד שני, במערכות אלו ניתן לשלוט בתנועתם של אלקטרונים בודדים ולמדוד אותה ("כל אחד לחוד").

בהרצאה זו אדגים עקרונות אלו תוך התמקדות באפקט הול הקוונטי: כאשר מופעל שדה מגנטי חזק על התקני מוליכים למחצה מסוימים, התנגדות הול שלהם מקבלת ערכים מקוונטים בדיוק רב, התלויים רק בקבועי הטבע היסודיים, אך לא בפרטים כמו נוכחות מזהמים. בתנאים מסוימים המצבים המעוררים של המערכת מתנהגים כחלקיקים בעלי מטען שהוא שבר (למשל: 1/5) של מטען האלקטרון, חלקיקים שאינם בוזונים ואינם פרמיונים. יתר על כן, בעזרת מעגל חשמלי מתאים ניתן לשלוט על תנועתו של חלקיק בודד כזה, לגרום לו לעבור התאבכות, ולמדוד את תכונותיו. תופעות דומות נתגלו לאחרונה בסוג חדש של חומרים, המכונים "מבודדים טופולוגיים", ללא צורך בשדה מגנטי חיצוני.