ในฟิสิกส์สสารควบแน่นการสั่นควอนตัมอธิบาย ถึงเทคนิค การทดลองที่เกี่ยวข้องชุดหนึ่งที่ใช้ในการสร้างแผนที่ พื้นผิว เฟอร์มิของโลหะเมื่อมีสนามแม่เหล็ก แรงสูง ^{[ 1 ]}เทคนิคเหล่านี้มีพื้นฐานมาจากหลักการของการควอนตัมแลนเดาของเฟอร์มิออนที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก^{[ 2 ]}สำหรับก๊าซของเฟอร์มิออนอิสระในสนามแม่เหล็กแรงสูง ระดับพลังงานจะถูกควอนตัมเป็นแถบ เรียกว่าระดับแลนเดาซึ่งการแยกตัวของระดับเหล่านี้เป็นสัดส่วนกับความแรงของสนามแม่เหล็ก ในการทดลองการสั่นควอนตัม สนามแม่เหล็กภายนอกจะถูกเปลี่ยนแปลง ซึ่งทำให้ระดับแลนเดาเคลื่อนผ่านพื้นผิวเฟอร์มิ ส่งผลให้เกิดการสั่นของความหนาแน่นของสถานะ อิเล็กตรอน ที่ระดับเฟอร์มิ ซึ่งก่อให้เกิดการสั่นในคุณสมบัติของวัสดุหลายอย่างที่ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ รวมถึงความต้านทาน ( ปรากฏการณ์ชูบนิคอฟ-เดอ ฮาส ) ความต้านทานฮอลล์^{[ 2 ]}และความไวต่อแม่เหล็ก ( ปรากฏการณ์เดอ ฮาส-แวน อัลเฟน ) การสังเกตการสั่นของควอนตัมในวัสดุถือเป็นสัญญาณบ่งชี้พฤติกรรม ของ ของเหลวเฟอร์มิ^{[ 3 ]}

การสั่นของควอนตัมถูกนำมาใช้เพื่อศึกษา วัสดุ ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงเช่นคิวเพรตและพนิคไทด์ [ ^{1 ] การ}ศึกษาโดยใช้การทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสถานะพื้นฐานของ คิวเพรต ที่มีการเจือจางต่ำมีพฤติกรรมคล้ายกับของเหลวเฟอร์มิและแสดงลักษณะต่างๆ เช่นอนุภาคกึ่ง แลน เดา^{[ 4 ]}

ในปี 2021 เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้เพื่อสังเกตสถานะที่คาดการณ์ไว้ที่เรียกว่า "ของเหลวอิเล็กตรอน-โฟนอน" ^{[ 5 ] [ 6 ]}สถานะอนุภาค-กึ่งอนุภาคที่คล้ายกันซึ่งเป็นที่รู้จักอยู่แล้วคือของเหลวเอ็กซิตอน-โพลาไรตัน

เมื่อสนามแม่เหล็กถูกนำไปใช้กับระบบของเฟอร์มิออน ที่มีประจุอิสระ สถานะพลังงานของพวกมันจะถูกควอนตัมเป็นระดับแลนเดาที่เรียกว่า ซึ่งกำหนดโดย^{[ 7 ]}

${\displaystyle \varepsilon _{l}={\frac {eB}{m^{*}}}\left(\ell +{\frac {1}{2}}\right)}$

สำหรับค่าจำนวนเต็ม${\displaystyle \ell }$, ที่ไหน${\displaystyle B}$คือสนามแม่เหล็กภายนอกและ${\displaystyle e,m^{*}}$โดยที่ คือประจุและมวลยังผล ของเฟอร์มิออน ตามลำดับ

เมื่อสนามแม่เหล็กภายนอก${\displaystyle B}$เมื่อเพิ่มในระบบที่แยกตัว ระดับแลนเดาจะขยายตัว และในที่สุดก็จะ "หลุด" ออกจากพื้นผิวเฟอร์มิ สิ่งนี้ทำให้เกิดการแกว่งในพลังงานที่สังเกตได้ของระดับที่ถูกครอบครองสูงสุด และด้วยเหตุนี้จึงส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพหลายอย่าง (รวมถึงค่าการนำไฟฟ้าฮอลล์ ความต้านทาน และความไวต่อสนามแม่เหล็ก) สามารถวัดคาบของการแกว่งเหล่านี้ได้ และในทางกลับกันสามารถใช้เพื่อกำหนดพื้นที่หน้าตัดของพื้นผิวเฟอร์มิได้^{[ 8 ]}หากแกนของสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงที่ขนาดคงที่ จะสังเกตเห็นการแกว่งที่คล้ายกัน การแกว่งเกิดขึ้นเมื่อใดก็ตามที่วงโคจรแลนเดาสัมผัสกับพื้นผิวเฟอร์มิ ด้วยวิธีนี้ รูปทรงเรขาคณิตทั้งหมดของทรงกลมเฟอร์มิสามารถแมปได้^{[ 8 ]}

การศึกษาเกี่ยวกับสารประกอบคิวเพรตที่มีการเจือจางต่ำ เช่นYBa Cu O โดยใช้โพรบ เช่นARPESแสดงให้เห็นว่าเฟสเหล่านี้แสดงลักษณะของ ของเหลว ที่ไม่ใช่เฟอร์มิ^{[ 9 ]} และโดยเฉพาะ อย่าง ยิ่ง การไม่มี อนุภาคกึ่งแลนเดาที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน^{[ 10 ]}อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตการแกว่งควอนตัมในวัสดุเหล่านี้ที่อุณหภูมิต่ำ หากสภาพนำยิ่งยวดของพวกมันถูกยับยั้งโดยสนามแม่เหล็กที่สูงเพียงพอ^{[ 2 ]}ซึ่งเป็นหลักฐานของการมีอยู่ของอนุภาคกึ่งที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนที่มีสถิติแบบเฟอร์มิออนิกผลการทดลองเหล่านี้จึงไม่สอดคล้องกับผลลัพธ์จาก ARPES และโพรบอื่นๆ^{[ 7 ]}

• ปรากฏการณ์เดอ ฮาส-แวน อัลเฟน
• ปรากฏการณ์ชูบนิคอฟ-เดอ ฮาส
• ระดับแลนเดา