Quantum oscillations
संघनित पदार्थ भौतिकी में, क्वांटम दोलन एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में धातु की फर्मी सतह का मानचित्रण करने के लिए उपयोग की जाने वाली संबंधित प्रयोगात्मक तकनीकों की एक श्रृंखला का वर्णन करते हैं। ये तकनीकें एक चुंबकीय क्षेत्र में चलने वाले फर्मियन के लैंडाउ परिमाणीकरण के सिद्धांत पर आधारित हैं। एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में मुक्त फर्मियन की गैस के लिए, ऊर्जा के स्तर को बैंड में मापा जाता है, जिसे लैंडौ स्तर कहा जाता है, जिसका पृथक्करण चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होता है। एक क्वांटम दोलन प्रयोग में, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र विविध होता है, जिसके कारण लैंडाऊ स्तर फर्मी सतह के ऊपर से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप फर्मी स्तर पर अवस्थाओं के इलेक्ट्रॉनिक घनत्व के दोलन होते हैं; यह कई भौतिक गुणों में दोलन पैदा करता है जो इस पर निर्भर करते हैं, जिसमें प्रतिरोध (शुबनिकोव-डी हास प्रभाव), हॉल प्रतिरोध और चुंबकीय संवेदनशीलता (डी हास-वैन अल्फेन प्रभाव) शामिल हैं। किसी पदार्थ में क्वांटम दोलनों के अवलोकन को फर्मी तरल व्यवहार का संकेत माना जाता है। क्वांटम दोलनों का उपयोग उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग सामग्री जैसे कि क्यूप्रेट्स और निक्टाइड्स का अध्ययन करने के लिए किया गया है। इन प्रयोगों का उपयोग करने वाले अध्ययनों से पता चला है कि कम डोप वाले क्यूप्रेट्स की जमीनी स्थिति एक फर्मी तरल के समान व्यवहार करती है, और लैंडाउ क्वासीपार्टिकल्स जैसी विशेषताओं को प्रदर्शित करती है। 2021 में इस तकनीक का उपयोग "इलेक्ट्रॉन-फोनन द्रव" नामक एक अनुमानित अवस्था का निरीक्षण करने के लिए किया गया है, एक समान कण-क्वासिपार्टिकल अवस्था जो पहले से ही ज्ञात है, वह है एक्साइटॉन-पोलरिटॉन द्रव। प्रयोग जब एक चुंबकीय क्षेत्र को मुक्त आवेशित फर्मियनों की एक प्रणाली पर लागू किया जाता है, तो उनकी ऊर्जा अवस्थाओं को तथाकथित लैंडौ स्तरों में परिमाणित किया जाता है, जो पूर्णांक-मूल्य के लिए दिया जाता है, जहां बाहरी चुंबकीय क्षेत्र है और क्रमशः फर्मियन चार्ज और प्रभावी द्रव्यमान हैं। जब एक पृथक प्रणाली में बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाया जाता है, तो लैंडाऊ स्तर का विस्तार होता है, और अंततः फर्मी सतह से "गिर" जाता है। यह उच्चतम अधिग्रहित स्तर की देखी गई ऊर्जा में दोलन की ओर ले जाता है, और इसलिए कई भौतिक गुणों में (हॉल चालकता, प्रतिरोधकता और संवेदनशीलता सहित)। इन दोलनों की आवधिकता को मापा जा सकता है, और बदले में फर्मी सतह के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। यदि चुंबकीय क्षेत्र की धुरी स्थिर परिमाण पर भिन्न होती है, तो इसी तरह के दोलन देखे जाते हैं। जब भी लैंडाऊ की कक्षाएं फर्मी सतह को छूती हैं तो दोलन होते हैं। इस तरह, फर्मी गोले की पूरी ज्यामिति का मानचित्रण किया जा सकता है। एआरपीईएस जैसे जांच के माध्यम से वाईबीए2सीयू3ओ6 + एक्स जैसे कम डोप किए गए क्यूप्रेट यौगिकों के अध्ययनों से संकेत मिलता है कि ये चरण गैर-फर्मी तरल पदार्थों की विशेषताओं को दर्शाते हैं, और विशेष रूप से, अच्छी तरह से परिभाषित लैंडौ अर्ध-कणों की अनुपस्थिति। हालाँकि, इन पदार्थों में कम तापमान पर क्वांटम दोलन देखे गए हैं, यदि उनकी अति चालकता को पर्याप्त रूप से उच्च चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दबा दिया जाता है, जो फर्मियोनिक आंकड़ों के साथ अच्छी तरह से परिभाषित अर्ध-कणों की उपस्थिति का प्रमाण है। इस प्रकार ये प्रयोगात्मक परिणाम ए. आर. पी. ई. एस. और अन्य जांचों से असहमत हैं। डी हास-वान अल्फेन प्रभाव शुबनिकोव-डी हास प्रभाव लैंडाऊ स्तर संदर्भ संघनित पदार्थ भौतिकी प्रायोगिक भौतिकी चुंबकत्व