Ферми-жидкость: различия между версиями

[непроверенная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
м стилевые правки
м орфография
Строка 3:
Жидкий He-3 является ферми-жидкостью при низких температурах (но не достаточно низких, чтобы стать сверхтекучей фазой). Из-за нечётного числа фермионов в атоме, сам атом тоже становится фермионом. Электроны в нормальном [[металл]]е (не сверхпроводящем) также представляют собой ферми-жидкость.
 
Ферми-жидкость качественно аналогична невзаимодействующему Фермиферми-газу в следующем смысле: динамика системы и [[термодинамика]] при низкоэнергетических возбуждениях и температурах может быть описана при помощи невзаимодействующих фермионов, так называемых [[квазичастицы|квазичастиц]], каждая из которых несёт тот же [[спин]], [[заряд]] и [[импульс]], что и нормальная частица. Физически это можно представить в самосогласованной картине, когда окружающие частицы искажают движение частицы и она тоже возмущает движение окружающих частиц. Каждое многочастичное возбуждённое состояние системы описывается перечислением всех занятых состояний в импульсном пространстве, также как и для невзаимодействующей системы. В качестве следствия [[теплоёмкость]] Фермиферми-жидкости растёт линейно с температурой, как для Фермиферми-газа.
 
Однако многие различия стоит отметить:
 
* Энергия многочастичного состояния не выражается суммой энергий одночастичных возбуждений по всем заполненным состояниям. В самом деле в энергии для данного изменения <math>\delta n_k</math> заполненных состояний <math>k</math> сосдержит слагаемые линейные и квадратичные по <math>\delta n_k</math> (для Фермиферми-газа бывают только линейные по <math>\delta n_k \epsilon_k</math> слагаемые, где <math>\epsilon_k</math> обозначают энергии для одной частицы). Линейные слагаемые соответствуют перенормированной одночастичной энергии, которая включает, например, изменение [[тензор эффективной массы|эффективной массы]] квазичастиц. Квадратичные слагаемые соответствуют усреднённому взаимодействию (среднее поле) между квазичастицами, которое характеризуется так называемым параметром Фермиферми-жидкости и определяет поведение осцилляций плотности (и спиновой плотности) в Фермиферми-жидкости. В то же время это взаимодействие не приводит к рассеянию частиц между различными состояниями с определённым импульсом.
 
* В дополнение к взаимодействию со средним полем некоторое слабое [[рассеяние]] квазичастиц друг на друге остаётся, благодаря слабому взаимодействию между ними, что приводит к конечному времени жизни. Однако для достаточно низкой энергии возбуждения вблизи с поверхностью Ферми [[время жизни]] становится таким, что произведение энергии квазичастицы (делённой на постоянную Планка) и времени жизни много больше единицы. К этом смысле энергия квазичастицы определяется точно, иначе [[соотношение неопределённости]] мешает точно определить энергию.
 
* [[Функция Грина]] и распределение по импульсам квазичастиц аналогично тем же функциям для фермионов в Фермиферми-газе (за исключением уширения дельта-пика в функции Грина за счёт конечного времени жизни квазичастиц).
[[Категория:Квантовая механика]]
[[Категория:Физика твёрдого тела]]