Fermioner, bosoner, anyoner og kvante Hall effekten

Resumé

Hvad sker der, når kvantemekanik, magnetfelter og to dimensioner mødes? Per Hedegård giver en dybdegående og inspirerende gennemgang af kvante-Hall effekten og de eksotiske partikler kaldet anyoner. Artiklen starter med Feynmans vej-integraler og Aharonov-Bohm-effekten, og bygger derfra op til forståelsen af partikelstatistik i 2D. Ved hjælp af flux-rør og gauge-teori viser Hedegård, hvordan man fra almindelige fermioner kan konstruere bosoner med magnetisk flux – og hvordan dette forklarer de kvantiserede plateauer i Hall-modstand. Kvante-Hall-systemer afslører fractional ladning og anyonstatistik, som ikke tidligere var troet mulige i naturen. Artiklen kulminerer i idéen om bosonisering af elektroner og forklarer eksistensen af kvantiserede hvirvler og emergente partiklers ladning og statistik. En tour-de-force i moderne kondensatfysik og kvanteteori.