Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий

Удивительным свойством квантового эффекта Холла является та точность, с которой выдерживается в квантовании кондактанса соотношение h/e² = 25 812,807 Ом. Так, например, величина скачков между плато не зависит от чистоты образца. Начиная с 1990 года квантовый эффект Холла избран как способ определения эталона электрического сопротивления.

18. a. Схема опыта квантового эффекта Холла. b. Результат эксперимента. Кривая с пиками – сопротивление Холла R_yx. На другом графике показана зависимость продольного сопротивление R_yy от магнитного поля, которое, за исключением специальных точек, равно нулю

Заключение

В этой главе мы обсудили сегодняшнее применение наноструктур в науке и технике. Также мы упомянули их некоторые замечательные фундаментальные свойства, которые пока еще изучаются в лабораториях, однако, весьма вероятно, найдут свои применения в будущем. Так, например, открытие квантования потока в сверхпроводниках позволило измерять очень слабые магнитные поля (см. главу 25, «Измерение очень слабых магнитных полей»), а квантование сопротивления в квантовом эффекте Холла – определить соотношение h/e² с необычайной точностью.

Нужно подчеркнуть, что, совершая эти открытия, исследователи и не думали о возможных их будущих применениях на практике. Ученые, говоря о важности финансирования фундаментальной науки, часто напоминают об этих истинах политикам. А политики, в свою очередь, предъявляют претензии ученым, что те удовлетворяют свое любопытство, не думая заранее, как будущие результаты повлияют на научно-технический прогресс.

Библиография

Литература ко всем главам

Асламазов Л. Г., Варламов А. А. Удивительная физика. – М.: Добросвет, 2017.

Перельман Я. И. Занимательная физика. – СПб.: СЗКЭО, 2019.

Часть 1. Физика вокруг нас

Глава 1. Реки, меандры и озера

Ливанов Д. В. Знакомьтесь: наш мир. Физика всего на свете. – М.: Дрофа, 2019.

Эйнштейн А. Причины образования извилин в руслах рек и так называемый закон Бэра // Успехи физических наук. 1956. Т. 59, вып. 1. С. 185–188.

Глава 2. Искусственные и природные волноводы

Бреховских Л. М., Куртепов В. М. Акустика в Океане // Квант. 1987. № 3. С. 9–13.

Тарасов Л. В., Тарасова А. Н. Беседы о преломлении света. – М.: Наука, 1982. – Серия «Библиотечка „Квант“». Вып. 18.

Глава 3. Цвета моря и неба

Миннарт М. Свет и цвет в природе. – М.: Наука, 1969.

Парновский С. Как работает Вселенная. Введение в современную космологию. – М.: Альпина нон-фикшн, 2018.

Глава 4. Маятник Фуко и сила Кориолиса

Ливанов Д. В. Знакомьтесь: наш мир. Физика всего на свете. – М.: Дрофа, 2019.

Михайлов А. А. Земля и ее вращение. – М.: Наука, 1984. – Серия «Библиотечка „Квант“». Вып. 35.

Перельман Я. И. Занимательная астрономия. – М.: Аванта+, 2016.

Смородинский Я. А. О силах инерции // Квант. 1974. № 8. С. 28–35.

Смородинский Я. А. Сила Кориолиса // Квант. 1975. № 4. С. 2–8.

Глава 5. Морские приливы и отливы

Ливанов Д. В. Знакомьтесь: наш мир. Физика всего на свете. – М.: Дрофа, 2019.

Парновский С. Как работает Вселенная. Введение в современную космологию. – М.: Альпина нон-фикшн, 2018.

Глава 6. Капли и пузыри

Гегузин Я. Е. Капля: учебное пособие. – Долгопрудный: Интеллект, 2014.

Гегузин Я. Е. Пузыри. – М.: Наука, 1985. – Серия «Библиотечка „Квант“». Вып. 46.

Глава 7. Климат: почему лето становится жарче?

Ливанов Д. В. Знакомьтесь: наш мир. Физика всего на свете. – М.: Дрофа, 2019.

Монин А. С. Вращение Земли и климат. Л.: Гидрометиоиздат, 1972.

Серов М. С. Глобальное потепление. М.: Книговек, 2010.

Глава 8. Следы на песке

Loeser F. Kepler (Problème sur l’empilement des sphères). Encyclopaedia Universalis. URL: http://www.universalis.fr/encyclopedie/conjecture-de-kepler/.

Scott G. D. Packing of spheres. Nature 188, 908–9 (1960).

Scott G. D. and Kilgour D. M. The density of random close packing of spheres. Journal of Physics D: Applied Physics 2 (6), 863–866 (1969).

Глава 9. От кристаллических снежинок к аморфному стеклу

Вильчек Ф. Красота физики. Постигая устройство природы. – М.: Альпина нон-фикшн, 2019.

Кеплер И. О шестиугольных снежинках. – М.: Наука, 1983.

Перельман Я. И. Занимательная физика. – СПб.: СЗКЭО, 2019.

Часть 2. Физика повседневности

Глава 10. Беседа в поезде

Варламов А. А., Камерлинго К. Случай в поезде // Квант. 1990. № 5. С. 2–5.

Стасенко А. Л. Физика полета. – М.: Наука, 1988. – Серия «Библиотечка „Квант“». Вып. 70.

Глава 11. Наследие Страдивари

Асламазов Л. Г. Почему звучит скрипка // Квант. 1975. № 10. С. 9–16.

Силин А. А. Трение и мы. – М.: Наука, 1987. – Серия «Библиотечка „Квант“». Вып. 57.

Глава 12. Поющие и безмолвствующие бокалы

Бялко А. В. Физика музыкальной гармонии // Квант. 1987. № 1. С. 41–43.

Глава 13. Энергия: покорная служанка или деспотичная хозяйка?

Варламов А. А., Виллен Ж., Ригамонти А. Великая и ужасная ядерная энергия // Квант. 2015. № 3. С. 11–13.

Глава 14. Nunc est bibendum