2025年沃尔夫物理学奖授予这三位物理学家,表彰他们在量子物质探索方面做出的杰出贡献,对新兴量子技术产生了深远影响。他们的工作彻底改变了我们对分数量子霍尔效应(诺贝尔奖获奖现象)的理解。在这种效应中,磁场中的薄层电子表现得好像电流由带少量电子电荷的粒子携带。Jain博士开发了一种强大且直观的方法来理解这些粒子,他引入了复合费米子的概念:将电子与磁通量管结合形成的粒子。大量强相互作用电子表现为弱相互作用复合粒子,这一想法解释了实验室中观察到的分数量子霍尔态的复杂序列,现在称为 Jain 态。复合费米子理论与数值研究在定量上精确一致,并且它预测并解释了在电子密度的特殊值(填充分数 5/2)下发现类似于超导体的行为的实验。
Heiblum博士率先在实验室中探索这些奇异粒子。通过开发超高纯度材料和电子干涉技术,Heiblum 团队可以为分数电荷提供确凿证据,并验证基本预测,包括异常统计数据(介于费米子和玻色子之间)。一项里程碑式的实验是在填充率为 5/2 时观察到半整数量化热导率,证实了相应复合费米子是马约拉纳费米子的预测,并对量子计算具有潜在影响。
Eisenstein博士共同发现了填充率为 5/2 的分数量子霍尔态,并继续探索二维电子系统的奇异相。这包括各向异性状态,其中沿一个方向探测的电阻远大于沿垂直方向的电阻,让人联想到液晶。Eisenstein 开发的分别接触各个电子层的方法使得研究两层中电子-空穴对的相关运动成为可能,并突破性地观察到了它们的玻色-爱因斯坦凝聚态。
Jainendra K. Jain1960 年出生于印度,在斋浦尔的玛哈拉贾学院获得学士学位,随后在印度理工学院坎普尔分校获得物理学硕士学位,之后在石溪大学获得博士学位。1998 年,他加入宾夕法尼亚州立大学,继续从事物理研究工作。撰写了专著《复合费米子》并与 Bertrand Halperin 共同编辑了《分数量子霍尔效应:新发展》。
Moty Heiblum 1947 年出生于以色列,是一名物理学家和电气工程师,毕业于以色列理工学院和卡内基梅隆大学之后,于 1978 年在加州大学伯克利分校获得博士学位。他的职业生涯始于 IBM 托马斯·J·沃森研究中心,在那里工作了 12 年。1990 年,海布卢姆回到以色列,在魏茨曼研究所建立了约瑟夫·H 和贝尔·R·布劳恩亚微米研究中心,他自成立以来一直担任该中心主任。他还创立并领导了凝聚态物理系,并担任亚微米研究亚历克斯和艾达·苏珊教授。
James P. Eisenstein 1952 年出生于美国, 1974 年获得欧柏林学院文学士学位,并于1980年获得加州大学伯克利分校物理学博士学位。在威廉姆斯学院担任助理教授后,他于 1983 年加入贝尔实验室,担任技术人员。1996 年,他接受了加州理工学院的教职,并于 2005 年成为 Frank J. Roshek 物理学和应用物理学教授。他于 2018 年以名誉教授身份退休,并于 2021 年结束实验研究。爱森斯坦为多个国家研究委员会做出了贡献,包括固体科学委员会和物理与天文学委员会。他还于 2014 年至 2017 年担任《凝聚态物理年度评论》副主编。