Основное состояние: различия между версиями

50 байт добавлено ,  1 год назад
шаблоны
Метки: правка с мобильного устройства правка из мобильной версии Расширенная мобильная правка
(шаблоны)
'''Основное состояние квантовомеханической системы'''  — стационарное состояние, энергия системы которого называется [[нулевая энергия|нулевой]] (в [[квантовая теория поля|квантовой теории поля]] иногда называется квантовым вакуумом).
 
== Описание ==
В соответствии с [[третий закон термодинамики|третьим законом термодинамики]], система может находиться в таком состоянии лишь при [[абсолютный ноль|абсолютном ноле]], его [[энтропия]] определяется [[вырождение (квантовая механика)|вырождением]] квантового вакуума, а состояния с одинаковой наименьшей энергией называется вырожденными (примером является [[спонтанное нарушение симметрии]]).
 
Поскольку температура является [[монотонно нарастающая функция|монотонно нарастающей функцией]] энергии индивидуальных частиц, системы в "«холодной"» среде обычно находятся в основном состоянии. Для многих систем, например [[атом]]ов, таковой является комнатная температура. Даже в основном состоянии система способна содержать колоссальное количество энергии. Это видно на примере [[распределение Ферми|распределения Ферми]] при кондукции [[электрон]]ов в металле: [[температура Ферми]] большинства электронов самой высокой энергии на [[уровень Ферми|уровне Ферми]] составляет около 10 тыс. [[градус Кельвина|градусов Кельвина]] даже если металл охладился до температуры ниже комнатной, но извлечь энергию всё равно нельзя, т.к.так как [[электронный газ]] не может принять ещё более низкое энергетическое состояние.
 
== Пример ==
Найдём основное состояние, которое будет решением [[уравнение Шрёдингера|уравнения Шрёдингера]] для [[квантовый гармонический осциллятор|квантового гармонического осциллятора]]:
 
То есть энергия системы, описанной квантовым гармоническим осциллятором, не может быть нолевой. Физические системы вроде атомов в твёрдой [[кристаллическая решётка|решётке]] или полиатомной [[молекул]]е в газе не могут иметь нулевую энергию даже при абсолютном нуле. Энергию основного колебательного состояния называют также [[нулевые колебания|нулевыми колебаниями]]. Этой энергии хватает, чтобы [[гелий-4]] не замёрз при [[атмосферное давление|атмосферном давлении]] независимо от того, насколько низка температура.
 
== См. также ==
* [[Статистика Бозе — Эйнштейна]]
 
{{rq|sources|cleanup}}
{{stub}}
 
[[Категория:Квантовая механика]]