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Dipartimento di Fisica

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L'Effetto Hall Quantistico Frazionario e la Misurazione Sperimentale di Cariche Frazionarie

  1. Dati del tirocinio

    Soggetto ospitante: UniversitÓ della Calabria

    Luogo: Gruppo di Fisica delle Interazioni Fondamentali, Dipartimento di Fisica, Cubo 31C

    Docente - Tutor accademico: Domenico Giuliano

    Contatto: domenico.giuliano@fis.unical.it

    Periodo: a scelta dello studente

    CFU: 5

  2. Obiettivi formativi:

    Far familiarizzare lo studente con le caratteristiche fondamentali dell'Effetto Hall Quantistico Frazionario: dalla prima rilevazione sperimentale della conduttanza Hall quantizzata alla verifica sperimentale dell'esistenza di particelle libere con carica pari ad una frazione di quella dell'elettrone. Questo passando attraverso uno studio degli elementi di base del formalismo che ha consentito a Laughlin di costruire la teoria dell'Effetto e di prevedere l'esistenza di cariche libere frazionarie, poi sperimentalmente rilevate.

  3. Contenuti e programma:

    Si prevede anzitutto uno studio dei fatti sperimentali che hanno portato alla scoperta dell'Effetto Hall Quantistico Frazionario tramite la misura della ''conduttanza Hall quantizzata”. Successivamente, ci si focalizzerà sul modello teorico ''standard'' di tale sistema, dovuto a Laughlin, incardinato sulla identificazione delle eccitazioni elementari di un sistema Hall quantistico frazionario come particelle con carica pari ad una frazione di quella dell'elettrone. Tali particelle, analoghe ai quarks per la loro carica frazionaria, a differenza di questi ultimi possono essere viste come stati liberi a bassa energia ai bordi di un sistema Hall. Proprio questa loro caratteristica ne ha consentito la rilevazione tramite una misura di ''rumore quantistico'' nel trasporto di corrente di un MOSFET basato su stati di bordo di un sistema Hall: il lavoro dovrebbe concludersi con un'analisi della teoria che determinò la progettazione dell'esperimento cruciale (effettuato nel 1998 al Weizmann) e con una discussione dei risultati della misura.

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