这几年，中国科学家其实也做出了许多惊艳全世界的成就，比如今年才 23 岁的曹原发现了当两层石墨烯以一个“魔角”扭曲在一起时，就能在零电阻下导电，开创了物理学一个全新的研究领域，有望最终实现能源利用率与能源运输效率的提高。他的两篇研究论文直接在一天之内以连刊的方式登上了《自然》杂志，当然最重要的是两篇论文的第一作者都是他自己，那个时候他才年仅22岁。还有王贻芳领导的团队发现了中微子的第三种震荡模式，发现前两种震荡模式的科学家都获得了诺贝尔奖。还有潘建伟的多光子纠缠及干涉度量。就是根据量子物理原理提供的一种全新方式对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作，并对光子、原子等微观粒子进行精确操纵，以确保 通信 安全和提升计算速度等方面可以突破经典信息技术的瓶颈，这项技术目前仅中国掌握。
而今天我们想要讲的，是清华大学薛其坤，用 5 年时间不懈探索发现的量子反常霍尔效应，这是他献给世界的诺奖级礼物。
1879 年，美国物理学家霍尔在研究金属的导电机制时发现，带电粒子（例如电子）在磁场中运动时会受到洛伦兹力的作用发生偏转，那么在磁场中的电流也有可能发生偏转。当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，在导体两端堆积电荷从而在导体内部产生电场，其方向垂直于电流和磁场的方向。当电场力和洛伦兹力相平衡时，载流子不再偏转。而此时半导体的两端会形成电势差。
其中运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力，即磁场对运动电荷的作用力。我们在中学都学习过左手定则的方法，将左手掌摊平，让磁感线穿过手掌心，四指表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意，运动电荷是正的，大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之，如果运动电荷是负的，仍用四指表示电荷运动方向，那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。
而载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。霍尔的发现后来被称为“霍尔效应”， 这个电势差也被称为霍尔电势差。
简单来说，霍尔效应它定义了磁场和感应电压之间的关系。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个横向的作用力，从而在导体的两端产生电压差
虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解，但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用，直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。根据设计和配置的不同，霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器，广泛应用于电力系统中。
