Question

为什么霍尔效应的研究可以获得诺贝尔物理学奖

Answer 1

因为量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。它是一种典型的宏观量子效应，是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。

霍尔效应在1879年被物理学家霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的电磁感应完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。

虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解，但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用，直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。根据设计和配置的不同，霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器，广泛应用于电力系统中。

Answer 2

与量子霍尔效应相关的发现之所以屡获学术大奖，是因为霍尔效应在应用技术中特别重要。人类日常生活中常用的很多电子器件都来自霍尔效应，仅汽车上广泛应用的霍尔器件就包括：信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器等。

在霍尔效应发现约100年后，德国物理学家克利青(Klaus von Klitzing, 1943-)等在研究极低温度和强磁场中的半导体时发现了量子霍尔效应，这是当代凝聚态物理学令人惊异的进展之一，克利青为此获得了1985年的诺贝尔物理学奖。
之后，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel Chee Tsui,1939- )和美国物理学家劳克林(Robert B.Laughlin，1950-)、施特默(Horst L. St rmer，1949-)在更强磁场下研究量子霍尔效应时发现了分数量子霍尔效应，这个发现使人们对量子现象的认识更进一步，他们为此获得了1998年的诺贝尔物理学奖。

Answer 3

1901年：伦琴（德国）发现X射线　　1902年：洛伦兹（荷兰）、塞曼（荷兰）关于磁场对辐射现象影响的研究　　1903年：贝克勒尔（法国）发现天然放射性；皮埃尔·居里（法国）、玛丽·居里（波兰裔法国人）发现并研究放射性元素钋和镭　　1904年：瑞利（英国）气体密度的研究和发现氩　　1905年：伦纳德（德国）关于阴极射线的研究　　1906年：约瑟夫·汤姆生（英国）对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子　　1907年：迈克尔逊（美国）发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究　　1908年：李普曼（法国）发明彩色照相干涉法（即李普曼干涉定律）　　1909年：马克尼（意大利）、布劳恩（德国）发明和改进无线电报；理查森（英国）从事热离子现象的研究，特别是发现理查森定律　　1910年：范德瓦尔斯（荷兰）关于气态和液态方程的研究　　1911年：维恩（德国）发现热辐射定律　　1912年：达伦（瑞典）发明可用于同燃点航标、浮标气体蓄电池联合使用的自动调节装置　　1913年：昂内斯（荷兰）关于低温下物体性质的研究和制成液态氦　　1914年：劳厄（德国）发现晶体中的X射线衍射现象　　1915年：W·H·布拉格、W·L·布拉格（英国）用X射线对晶体结构的研究　　1916年：未颁奖　　1917年：巴克拉（英国）发现元素的次级X辐射特性　　1918年：普朗克（德国）对确立量子论作出巨大贡献　　1919年：斯塔克（德国）发现极隧射线的多普勒效应以及电场作用下光谱线的分裂现象　　1920年：纪尧姆（瑞士）发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性　　1921年：爱因斯坦（德国）他对数学物理学的成就，特别是光电效应定律的发现　　1922年：玻尔（丹麦）关于原子结构以及原子辐射的研究　　1923年：密立根（美国）关于基本电荷的研究以及验证光电效应　　1924年：西格巴恩（瑞典）发现X射线中的光谱线　　1925年：弗兰克、赫兹（德国）发现原子和电子的碰撞规律　　1926年：佩兰（法国）研究物质不连续结构和发现沉积平衡　　1927年：康普顿（美国）发现康普顿效应；威尔逊（英国）发明了云雾室，能显示出电子穿过空气的径迹　　1928年：理查森（英国）研究热离子现象，并提出理查森定律　　1929年：路易-维克多·德·布罗伊（法国）发现电子的波动性　　1930年：拉曼（印度）研究光散射并发现拉曼效应　　1931年：未颁奖　　1932年：海森堡（德国）在量子力学方面的贡献　　1933年：薛定谔（奥地利）创立波动力学理论；狄拉克（英国）提出狄拉克方程和空穴理论　　1934年：未颁奖　　1935年：乍得威克（英国）发现中子　　1936年：赫斯（奥地利）发现宇宙射线；安德森（美国）发现正电子　　1937年：戴维森（美国）、乔治·佩杰特·汤姆生（英国）发现晶体对电子的衍射现象　　1938年：费米（意大利）发现由中子照射产生的新放射性元素并用慢中子实现核反应　　1939年：劳伦斯（美国）发明回旋加速器，并获得人工放射性元素　　1940年：未颁奖　　1941年：未颁奖　　1942年：未颁奖　　1943年：斯特恩（美国）开发分子束方法和测量质子磁矩　　1944年：拉比（美国）发明核磁共振法　　1945年：泡利（奥地利）发现泡利不兼容原理　　1946年：布里奇曼（美国发明获得强高压的装置，并在高压物理学领域作出发现　　1947年：阿普尔顿（英国）高层大气物理性质的研究，发现阿普顿层（电离层）　　1948年：布莱克特（英国）改进威尔逊云雾室方法和由此在核物理和宇宙射线领域的发现　　1949年：汤川秀树（日本）提出核子的介子理论并预言介子的存在　　1950年：塞索·法兰克·鲍威尔（英国）发展研究核过程的照相方法，并发现π介子　　1951年：考克罗夫特（英国）、沃尔顿（爱尔兰）用人工加速粒子轰击原子产生原子核嬗变　　1952年：布洛赫、珀塞尔（美国）从事物质核磁共振现象的研究并创立原子核磁力测量法　　1953年：泽尔尼克（荷兰）发明相衬显微镜　　1954年：玻恩（英国）在量子力学和波函数的统计解释及研究方面作出贡献；博特（德国）发明了符合计数法，用以研究原子核反应和γ射线　　1955年：拉姆（美国）发明了微波技术，进而研究氢原子的精细结构；库什（美国）用射频束技术精确地测定出电子磁矩，创新了核理论　　1956年：布拉顿、巴丁、肖克利（美国）发明晶体管及对晶体管效应的研究　　1957年：杨振宁、李政道（中国）发现弱相互作用下宇称不守衡，从而导致有关基本粒子的重大发现　　1958年：切伦科夫、塔姆、弗兰克（苏联）发现并解释切伦科夫效应　　1959年：塞格雷、张伯伦(OwenChamberlain)（美国）发现反质子　　1960年：格拉塞（美国）发现气泡室，取代了威尔逊的云雾室　　1961年：霍夫斯塔特（美国）关于电子对原子核散射的先驱性研究,并由此发现原子核的结构；穆斯堡尔（德国）从事γ射线的共振吸收现象研究并发现了穆斯堡尔效应　　1962年：朗道（苏联）关于凝聚态物质，特别是液氦的开创性理论　　1963年：维格纳（美国）发现基本粒子的对称性及支配质子与中子相互作用的原理；梅耶夫人（美国人）、延森（德国）发现原子核的壳层结构　　1964年：汤斯（美国）在量子电子学领域的基础研究成果，为微波激射器、激光器的发明奠定理论基础；巴索夫、普罗霍罗夫（苏联）发明微波激射器　　1965年：朝永振一郎（日本）、施温格、费曼（美国）在量子电动力学方面取得对粒子物理学产生深远影响的研究成果　　1966年：卡斯特勒（法国）发明并发展用于研究原子内光、磁共振的双共振方法　　1967年：贝蒂（美国）核反应理论方面的贡献，特别是关于恒星能源的发现　　1968年：阿尔瓦雷斯（美国）发展氢气泡室技术和数据分析，发现大量共振态　　1969年：盖尔曼（美国）对基本粒子的分类及其相互作用的发现　　1970年：阿尔文（瑞典）磁流体动力学的基础研究和发现，及其在等离子物理富有成果的应用；内尔（法国）关于反磁铁性和铁磁性的基础研究和发现　　1971年：加博尔（英国）发明并发展全息照相法　　1972年：巴丁、库柏、施里弗（美国）创立BCS超导微观理论　　1973年：江崎玲于奈（日本）发现半导体隧道效应；贾埃弗（美国）发现超导体隧道效应；约瑟夫森（英国）提出并发现通过隧道势垒的超电流的性质，即约瑟夫森效应　　1974年：赖尔（英国）发明应用合成孔径射电天文望远镜进行射电天体物理学的开创性研究；赫威斯（英国）发现脉冲星　　1975年：A·N·玻尔、莫特尔森（丹麦）、雷恩沃特（美国）发现原子核中集体运动和粒子运动之间的联系，并且根据这种联系提出核结构理论　　1976年：丁肇中、里希特（美国）各自独立发现新的J/ψ基本粒子　　1977年：安德森、范弗莱克（美国）、莫特（英国）对磁性和无序体系电子结构的基础性研究　　1978年：卡皮察（苏联）低温物理领域的基本发明和发现；彭齐亚斯、R·W·威尔逊（美国）发现宇宙微波背景辐射　　1979年：格拉肖、温伯格（美国）、萨拉姆（巴基斯坦）关于基本粒子间弱相互作用和电磁作用的统一理论的贡献，并预言弱中性流的存在　　1980年：克罗宁、菲奇（美国）发现电荷共轭宇称不守恒　　1981年：西格巴恩（瑞典）开发高分辨率测量仪器以及对光电子和轻元素的定量分析；布洛姆伯根（美国）非线性光学和激光光谱学的开创性工作；肖洛（美国）发明高分辨率的激光光谱仪　　1982年：K·G·威尔逊（美国）提出重整群理论，阐明相变临界现象　　1983年：苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡（美国）对恒星结构和演化具有重要意义的物理过程进行的理论研究；福勒（美国）对宇宙中化学元素形成具有重要意义的核反应所进行的理论和实验的研究　　1984年：鲁比亚（意大利）证实传递弱相互作用的中间矢量玻色子[[W+]],W-和Zc的存在；范德梅尔（荷兰）发明粒子束的随机冷却法，使质子-反质子束对撞产生W和Z粒子的实验成为可能　　1985年：冯·克里津（德国）发现量子霍耳效应并开发了测定物理常数的技术　　1986年：鲁斯卡（德国）设计第一台透射电子显微镜；比尼格（德国）、罗雷尔（瑞士）设计第一台扫描隧道电子显微镜　　1987年：柏德诺兹（德国）、缪勒（瑞士）发现氧化物高温超导材料　　1988年：莱德曼、施瓦茨、斯坦伯格（美国）产生第一个实验室创造的中微子束，并发现中微子，从而证明了轻子的对偶结构　　1989年：拉姆齐（美国）发明分离振荡场方法及其在原子钟中的应用；德默尔特（美国）、保尔（德国）发展原子精确光谱学和开发离子陷阱技术　　1990年：弗里德曼、肯德尔（美国）、理查·爱德华·泰勒（加拿大）通过实验首次证明夸克的存在　　1991年：热纳（法国）把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中　　1992年：夏帕克（法国）发明并发展用于高能物理学的多丝正比计数管　　1993年：赫尔斯、J·H·泰勒（美国）发现脉冲双星，由此间接证实了爱因斯坦所预言的引力波的存在　　1994年：布罗克豪斯（加拿大）、沙尔（美国）在凝聚态物质研究中发展了中子衍射技术　　1995年：佩尔（美国）发现τ轻子；莱因斯（美国）发现中微子　　1996年：D·M·李、奥谢罗夫、R·C·理查森（美国）发现了可以在低温度状态下无摩擦流动的氦同位素　　1997年：朱棣文、W·D·菲利普斯（美国）、科昂–塔努吉（法国）发明用激光冷却和捕获原子的方法　　1998年：劳克林、斯特默、崔琦（美国）发现并研究电子的分数量子霍尔效应　　1999年：H·霍夫特、韦尔特曼（荷兰）阐明弱电相互作用的量子结构　　2000年：阿尔费罗夫（俄国）、克罗默（德国）提出异层结构理论，并开发了异层结构的快速晶体管、激光二极管；杰克·基尔比（美国）发明集成电路　　2001年：克特勒（德国）、康奈尔、维曼（美国）在“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚态”以及“凝聚态物质性质早期基本性质研究”方面取得成就　　2002年：雷蒙德·戴维斯、里卡尔多·贾科尼（美国）、小柴昌俊（日本）“表彰他们在天体物理学领域做出的先驱性贡献，其中包括在“探测宇宙中微子”和“发现宇宙X射线源”方面的成就。”　　2003年：阿列克谢·阿布里科索夫、安东尼·莱格特（美国）、维塔利·金茨堡（俄罗斯）“表彰三人在超导体和超流体领域中做出的开创性贡献。”　　2004年：戴维·格罗斯（DavidJ.Gross，美国）、戴维·普利策（H.DavidPolitzer，美国）和弗兰克·维尔泽克（FrankWilczek，美国），为表彰他们“对量子场中夸克渐进自由的发现。”　　2005年：罗伊·格劳伯（RoyJ.Glauber，美国）表彰他对光学相干的量子理论的贡献。；约翰·霍尔（JohnL.Hall，美国）和特奥多尔·亨施（TheodorW.Hänsch，德国）表彰他们对基于激光的精密光谱学发展作出的贡献。