Ландау теория квантовых жидкостей

Явления сверхтекучести, открытые П. Л. Капицей, и теория квантовых жидкостей, развитая Л. Д. Ландау, так же как и свойства сверхпроводимости, рассматриваются в настоящее время как проявление практической обратимости процессов, происходящих при близких к абсолютному нулю температурах. [c.9]

Развитая здесь точка зрения играет важную роль в теории квантовой жидкости Ландау, из которой и возникло представление о квазичастицах. Эта теория, развитая Ландау для объяснения свойств Не и Не при низких температурах, показала, что существуют взаимодействия, которые не допускают одно-одно-значного соответствия между состояниями невзаимодействующего газа и квантовой жидкости (сверхтекучая жидкость). Такое вза-модействие мы рассмотрим в гл. X при описании сверхпроводимости. [c.50]

Неравновесные кооперативные явления имеют место в открытых системах, далёких от термодинамич. равновесия, их существование связано с диссипацией энергии. Нек-рые из них обусловлены возникновением в неравновесной системе макроскопич. пространств, когерентности (диссипативной структуры)-, они в значит, степени аналогичны равновесным К. я. при термодинамич. фазовых переходах. К ним относятся когерентное излучение лазера (пример квантового неравновесного К. я.), неустойчивость Рэлея — Бекара, возникающая в нагреваемом снизу слое жидкости, образование пространственно неоднородных структур при нек-рых хим. реакциях, а также В процессе морфогенеза (см. также Неравновесные фазовые переходы). Успешное описание процессов в лазере вблизи порога генерации в терминах Ландау теории фазовых переходов 2-го рода положило начало построению единого подхода к неравновесным К. я., составляющего предмет нового научного направления — синергетики. Общая идея такого подхода состоит в следую- [c.457]

ЛАНДАУ ТЕОРИЯ СВЕРХТЕКУЧЕСТИ — предложена Л. Д.Ландау (1941) для объяснения сверхтекучих свойств квантовой жидкости Не П, т, е. жидкого гелия [c.573]

Специфический раздел механики жидкости и газа составляет гидродинамика квантовых жидкостей. Этот, часто относимый к физике раздел гидродинамики восходит к открытию П. Л. Капицей сверхтекучести гелия при низких температурах (до 2,2°К). Основанная на квантовомеханических представлениях теория этого явления была построена Л. Д. Ландау Удалось [c.304]

Теория ферми-жидкост]и. Вторая квантовая жидкость — жидкий Не по своим свойствам не имеет ничего обш его с жидким Не. В частности, при всех достигнутых до сих пор температурах он не является сверхтекучим. Теория, описываюш ая свойства Не ,— теория ферми-жидкости — была создана Л. Д. Ландау в 1956 г. [c.696]

В общем же случае, когда все члены ряда теории возмущений оказываются одного порядка, задача теории состоит в получении различных общих соотношений (например, формулы (2.1), связывающей граничный импульс Ферми и число частиц жидкости эта формула лежит в основе теории ферми-жидкости Ландау). Для этих целей наиболее удобна развиваемая в этой главе диаграммная техника, заимствованная из квантовой теории поля ). [c.64]

До сих пор мы рассматривали поведение одного электрона в усредненном поле решетки и других электронов. Теперь мы рассмотрим реальную систему взаимодействующих электронов, или электронную жидкость. Поведение такой системы может быть понято на основе о ей концепции Ландау (1941) [2] об энергетических спектрах конденсированных квантовых систем и его же теории ферми-жидкости. [c.21]

Конденсатная ф-цпя -ф должна быть непрерывной, поэтому её фаза ф при обходе по замкнутому контуру может меняться лишь на 2nN, где N — целое число. Это означает, что циркуляция скорости сверхтекучей компоненты по любому замкнутому контуру может принимать только дискретные значения N-hlm. Поэтому сверхтекучая компонента — это не просто идеальная жидкость с потенц. течением, она обладает особыми макроскопич. квантовыми св-вами. Во-первых, при течении сверхтекучей компоненты по каналу, замкнутому в кольцо, циркуляция скорости Vs вдоль канала квантуется с квантом циркуляции hlm. Под влиянием внеш. воздействия скорость течения не может уменьшаться непрерывно, а только скачком. В процессе скачкообразного перехода от течения с N квантами циркуляции к течению с N—1 квантами требуется разрушить сверхтекучее состояние (обратить в нуль) в нек-рой области и, следовательно, преодолеть большой потенц. барьер. Поэтому течение в замкнутом канале чрезвычайно устойчиво. Во-вторых, в сверхтекучей компоненте могут существовать т. н. квантованные вихри (Л. Онсагер, 1948 Р. Фейнман, 1955, США) с циркуляцией вокруг оси вихря, принимающей дискретные значения. В отличие от вихрей в обычной жидкости (см. Вихревое движение), эти вихри устойчивы и не исчезают под влиянием вязкости норм, компоненты. На оси этих вихрей ij), а вместе с ней и обращаются в нуль. Квантованные вихри осуществляют вз-ствие между сверхтекучей и норм, компонентами сверхтекучей жидкости. Их рождение приводит хотя и к слабому, но конечному затуханию потока сверхтекучей жидкости в замкнутом канале. При нек-рой скорости движения сверхтекучей компоненты относительно норм, компоненты или стенок сосуда квантованные вихри образуются столь интенсивно, что сверхтекучая компонента начинает испытывать трение со стороны норм, компоненты или стенок сосуда. В рамках этой теории С. пропадает при скоростях, существенно меньших скоростей по теории Ландау и более близких к реальным значениям критич. скорости. Квантованные вихри наблюдаются экспериментально при вращении сосуда с Не II. При достаточно большой угл. скорости UI вращения сосуда они образуют вихревую систему со ср. скоростью совпадающей со скоростью твердотельного вращения [ , г]. Кроме того, в экспериментах с ионами, инжектируемыми в Не II, обнаружены квантованные вихри, имеющие форму кольца. [c.663]

Помимо изотопа Не квантовыми свойствами обладает и изотоп Не . Последний, однако, прищипиально отличается по своим свойствам от Не , не обращаясь, в частности, даже при температурах порядка тысячных долей градуса в сверхтекучее состояние. Теория этой квантовой жидкости была построена Л. Д. Ландау (теория ферми-жидкости) и имеет аналогию с анализом поведения электронов в металлах. [c.305]

Итак, приближенная теория эффекта Соколова основана на гипотезе о том, что атом водорода образует коррелированные ЭПР-пары со свободными электронами металла. Последующие необратимые коллапсы волновых функций электронов металла приводят к совместной релаксации сложной квантовой системы атом - электроны металла. Оказывается, что электроны и дырки (в подходе Ландау к ферми-жидкости) приводят к несколько различным вкладам в эффект, как это видно из соотношений (274), (278). Вклады, связанные с неравномерным движением волновых пакетов, из-за столкновений оказываются разного знака для электронов и дырок, так что они в значительной мере компенсируют друг друга. Поскольку вклад от электронов оказывается несколько больше вклада от дырок, то знак эффекта определяется электронами. По своей физической сущности эффект Соколова обязан своим происхождением когерентной суперпозиции взаимодействий Энштейна-Подольского-Розена. [c.262]

НУЛЕВОЙ ЗВУК, особого рода колебания, к-рые могут распространяться в квант, жидкостях (ферми-жидкостях, напр, в жидком Не) при темп-рах, очень близких к абс. нулю. Н. з. связан с отклонением ф-ции распределения существующих в ферми-жидкости элем, возбуждений (квазичастиц) от равновесного значения. Скорость Н. 3. Со не совпадает со скоростью обычного звука с, к-рая определяется сжимаемостью жидкости, причём Со>с. И. 3. был предсказан Л. Д. Ландау (1957) на основе общей теории ферми-жидкости, экспериментально обнаружен в жидком Не амер. физиками в 1966. В температурном интервале от 2 до 100 мК и давлении 0,32 атм ср. значение с составило 187,9 м/с, а Со=194,4 м/с (на частотах 15,4 и 45,5 МГц). Н. 3. может возникать также в металлах, эл-ны в к-рых образуют заряженную ферми-жидкость. Абель В. Р., Андерсон А. К,, Уитли Дж. К., Распространение нулевого звука в жидком Не при низких температурах, пер. с англ., УФН , 1967, т. 91, в. 2. См. также лит. при ст. Квантовая жидкость. [c.472]

Явление сверхпроводимости было открыто Камерлинг—Онне-сом в 1911г., как полное исчезновение электрического сопротивления ртути при температуре около 4 К (-269 °С) выше абсолютного нуля (Нобелевская премия 1913 г.). Поскольку сразу стал ясен огромный прикладной потенциал сверхпроводимости, с этого времени в течение более чем 90 лет предпринимаются попытки увеличить критическую температуру сверхпроводящего перехода. Оказалось, что среди чистых металлов наибольшую критическую температуру имеет ниобий (9,26 К), а самую низкую — вольфрам (0,015 К). Более высокие значения наблюдались в сплавах. Самой высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние, достигнутой к 1986 г., обладал сплав NbjGe 23 К (-250 °С). Долгое время, вплоть до середины 50-х годов, сверхпроводимость была совершенно непонятным явлением. Ее безуспешно пытались объяснить Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Лишь спустя двадцать лет после создания квантовой теории, в 1950 г. В. Л. Гинзбургом и Л. Д. Ландау была создана феноменологическая теория перехода в сверхпроводящее состояние. Ее созданию помогло открытие П.Л. Клпицей сверхтекучести гелия, которое подсказало трактовку сверхпроводимости как сверхтекучести электронной жидкости. Однако, поскольку свойство сверхтекучести присуще только бозе-системам, состоящим из частиц с целым спином, долгое время оставалось неясным, как возможна сверхтекучесть в электронной (фермионной) системе. [c.584]

В то же время теория электронных корреляций достигла больших успехом в так называемом приближении желе , в котором твердое тело рассматривается как система взаимодействующих электронов на однородном фоне положительных зарядов. В таком приближении не учитывается влияние потенциала решетки. Для описания ферми-жидкости гелий-3 был предложен подход, при котором расчеты из первых принципов, основанные на методах квантовой теории поля, объединяются с феноменологической теорией Ландау. Он дал приемлемые значения энергии связи, увеличения эффективной массы и теплоемкости (или плотности состояний), а также определенные сведения о необычайно разнообразных коллективных модах в системе взаимодействующих электроиов. Ясно, что модель желе для металлов в лучшем случае может служить лишь нулевым приближением. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...