Cvasiparticulă

În fizică, cvasiparticula este o entitate de tip particulă care poate fi identificată în sistemele fizice care conțin particule care interacționează. Se poate considera că este întreaga particulă unică și norul înconjurător (de unde și termenul sinonim cu particulă îmbrăcată ) alcătuită din alte particule, respinse sau târâte de particula în mișcarea ei prin sistem. Prin urmare, întreaga entitate poate fi privită ca o particulă liberă reală (care nu interacționează).

Descriere

Definiția cvasiparticulei a fost introdusă de Lev D. Landau în 1956, ca parte a studiilor sale despre superfluiditate . Între 1941 și 1947 a lucrat la lichide cuantice bosonice (cum ar fi izotopul $_{2}^{4}$ ${\ displaystyle _ {2} ^ {4}}$ ${\ displaystyle _ {2} ^ {4}}$ El), în timp ce din 1956 până în 1958 a studiat fermionica (la care $\,_{2}^{3}$ ${\ displaystyle \, _ {2} ^ {3}}$ ${\ displaystyle \, _ {2} ^ {3}}$ El). Pentru aceste contribuții teoretice la înțelegerea superfluidității, el a primit Premiul Nobel în 1962.

Conceptul de cvasiparticulă a fost extins ulterior pentru a indica, în general, o excitație a unui sistem de materie condensată, fie că este vorba despre o singură particulă (ca în sensul original al cvasiparticulei), un sistem de două sau mai multe particule sau un colectiv de excitație, care implică toate particulele sistemului. Se numără printre cele mai importante idei ale fizicii materiei condensate, deoarece permite simplificarea problemei cu mai multe corpuri a mecanicii cuantice . De fapt, ecuațiile care reglează dinamica cvasiparticulelor sunt de obicei mai simple decât ecuațiile care reglează dinamica particulelor care interacționează subiacent.

Noțiunea de cvasiparticulă a fost introdusă datorită imposibilității de a descrie direct fiecare particulă a unui sistem macroscopic : pentru a da o idee despre numărul lor, un bob de nisip abia vizibil (0,1 mm) conține 10 ¹⁷ nuclee și 10 ¹⁸ electroni . Fiecare dintre acești nuclei și electroni exercită o forță de atracție sau respingere conform Legii lui Coulomb . Ecuația Schrödinger descrie și ar face posibilă prezicerea teoretică a comportamentului acestui sistem; cu toate acestea, este imposibil să se rezolve cu instrumentele și metodele actuale de calcul o astfel de ecuație diferențială parțială definită într-un spațiu de 3 × 10 ¹⁸ dimensiuni (egal cu produsul numărului de coordonate (x, y, z) cu numărul de particule).

În ceea ce privește alte sisteme cuantice, există o stare de bază și diverse stări excitate , dintre care doar cele cu energie apropiată de starea de bază sunt relevante: distribuția Boltzmann stabilește că, la aceeași temperatură, cele mai mari fluctuații termice sunt cele mai puțin probabile. . Stările excitate ale nivelurilor inferioare pot conține un număr arbitrar de excitații elementare ( fononi , cvasiparticule și excitații colective) ^[1] .

Lista cvasiparticulelor

Cvasiparticulă	Sens
Bipolaron	O pereche legată de doi polaroni
Caricone (în ing. Chargone )	O cvasiparticulă obținută ca rezultat al separării spin-încărcării electronului
Configurone ^[2]	O excitație elementară de configurație într-un material amorf care implică ruperea legăturii chimice
Decalaj	Lipsa electronului într-o bandă de valență
Exciton	O stare legată a unui electron și a unei găuri
Mistrie	O vibrație colectivă cuantificată pe un substrat cu structură fractală .
Olone	O cvasi-particulă obținută ca urmare a separării spin-încărcării electronului
Librone	O cvasiparticulă asociată cu mișcarea librațională a moleculelor dintr-un cristal molecular.
Magnone	O excitație coerentă a spinului electronului într-un material
Fasone	Moduri vibraționale într-un cristal cvasicristic asociat cu rearanjarea atomică
Phonone	Moduri vibraționale într-o rețea de cristal asociată cu deplasările atomice
Orbiton	O cvasiparticulă obținută ca rezultat al separării spin-orbită a electronului
Plasmon	O excitație coerentă a plasmei
Polarone	O cvasiparticulă încărcată care se mișcă într-un material înconjurat de ioni
Politone	Un amestec de foton cu alte cvasiparticule
Oricine	Cvasiparticulă intermediară între boson și fermion
Rotone	Excitație elementară în heliu superfluid -4
Soliton	O undă de excitație izolată auto-întăritoare
Spinone	O cvasiparticulă obținută ca urmare a separării spin-încărcării electronului
Leviton	O cvasiparticulă obținută dintr-o mare Fermi

În plus, particula numită electron în fizica materiei condensate este, de asemenea, o cvasiparticulă, deoarece este o stare confuză (încurcată) a multor electroni.

Notă

^ (EN) Ohtsu, Motoichi și Kobayashi, Kiyoshi și colab., Principiile nanofotonicului , CRC Press, 2008, p. 205, ISBN 9781584889731 .
^ (EN) Configuron , pe wikidoc.org. Adus la 24 aprilie 2010 .

Bibliografie

LD Landau, Phys. Sovietic. JETP. 3 , 920 (1957)
LD Landau, Phys. Sovietic. JETP. 5 , 101 (1957)
AA Abrikosov, LP Gorkov și IE Dzyaloshinski, Methods of Quantum Field Theory in Statistical Physics (Prentice-Hall, New Jersey, 1963); (Publicații Dover, New York, 1975)
D. Pines și P. Nozières, Theory of Quantum Liquids , Volume I: Normal Fermi Liquids (WA Benjamin, New York, 1966); (Westview Press, Boulder, 1999)
JW Negele și H. Orland, Quantum Many-Particle Systems (Westview Press, Boulder, 1998)

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lema « cvasiparticulă »

linkuri externe

( EN ) Quasiparticle , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	Tezaur BNCF 49516 · LCCN (EN) sh85109751 · GND (DE) 4140168-2 · BNF (FR) cb12135310k (dată)

Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica

[1] (EN) Ohtsu, Motoichi și Kobayashi, Kiyoshi și colab., Principiile nanofotonicului , CRC Press, 2008, p. 205, ISBN 9781584889731 .

[2] (EN) Configuron , pe wikidoc.org. Adus la 24 aprilie 2010 .

[1]

[2]