Ферми-жидкость

Эта аналогия с газом, однако, весьма ограничена уже потому, что ядро само по себе имеет конечный объем и почти постоянную плотность, а не стремится занимать максимальный объем, как это положено газу. Постоянство плотности роднит ядро с жидкостью, которую из-за резкого проявления квантовых свойств называют ферми-жидкостью. Но капля жидкости должна иметь сферическую форму. [c.112]

Мы приходим к выводу, ЧТО ядро является новым своеобразным состоянием вещества, имеющим общие черты с ферми-газом, ферми-жидкостью и твердым телом. [c.112]

N — число частиц, V — объём системы). В этом смысле число квазичастиц в ферми-жидкости равно числу реальных частиц жидкости. [c.269]

Энергия ферми-жидкости является функционалом от функции распределения иъэ.шч А(л щ п(р) ее изменение при изменении п р) определяет энергию квази-частицы е(р) [c.269]

Не. Поскольку время релаксации т квазичастиц ферми-жидкости Не растёт с понижением темп-ры Т как т 1/Г , то при Г О гидродинамич. область <1)т < 1 практически исчезает и любые колебания, в т. ч. плотности (звук), оказываются высокочастотными (ы > 1/т) нуль-звуковыми (отсюда и название Н. з.— звук, распространяющийся в ферми-жидкости при нулевой темп-ре). В ДВ-пределе частота колебаний нулевого звука пропорциональна их волновому вектору. [c.368]

Лит. Ландау Л. Д., Колебания ферми-жидкости, [c.368]

Квазичастицы взаимодействуют между собой. В большинстве случаев можно ограничиться парным взаимодействием квазичастиц, к-рое эффективно учитывает и многочастичные взаимодействия частиц и поэтому отличается от взаимодействия свободных нуклонов. В теории ферми-жидкости коллективные возбуждения системы описываются в терминах этого эфф. взаимодействия с помощью ур-ния, учитывающего явно только двухчастичные корреляции и по форме совпадающего с ур-нием приближения случайных фаз. Именно возможность ограничиться двухчастичными корреляциями обусловливает выигрыш при переходе от частиц к квазичастицам. [c.380]

В жидком Не, состоящем из атомов со спином /4, переход в сверхтекучее состояние происходит так же, как и переход в сверхпроводящее состояние в металлах, посредством Купера эффекта — объединения квазичастиц с противоположными импульсами р и —р вблизи ферми-поверхности в пары. Т. о., сверхтекучее состояние ферми-жидкостей характеризуется появлением отличного от нуля среднего по статистич. ансамблю от произведения двух операторов уничтожения [c.456]

При температурах, близких к абсолютному нулю, в свойствах жидкости на первый план выдвигаются квантовые эффекты в таких случаях говорят о квантовых жидкостях. Фактически лишь гелий остается жидким вплоть до абсолютного нуля все другие жидкости затвердевают значительно раньше, чем в них становятся заметными квантовые эффекты. Существуют, однако, два изотопа гелия —" Не и Не, отличающиеся статистикой, которой подчиняются их атомы. Ядро Не не имеет спина, и вместе с ним равен нулю и спин атома в целом эти атомы подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Атомы же Не обладают (за счет своего ядра) спином /2 и подчиняются статистике Ферми — Дирака. Это различие имеет фундаментальное значение для свойстй образуемых этими веществами квантовых жидкостей в первом случае говорят о квантовой бозе-жидкости, а во втором — о ферми-жидкости. В этой главе будет идти речь только о первой из них. [c.706]

Ферми-жидкость изотопа Не тоже становится сверхтекучей, но при гораздо более низких температурах 10- К Гидродииамика этой сверхтекучей жидкости более сложна ввиду бо.тее сложного характера описывающего ее состояние параметра порядка (ср. IX 54). [c.706]

Из условия экстремальности энтропии при заданной энергии подобно тому, как это было сделано в теории ферми-жидкости Л. Д. Лагчдау [6], можно определить функции распределения и ,j,. Они оказываются ))авными функции Ферми [c.891]

Магнон — квазичастица, описывающая коллективные колебания магнитных моментов атомов в магнитоупорядоченных средах, ме7аллах, ферми-жидкостях. [c.269]

При достаточно низких темп-рах примесная система Не в растворе Но в Не II тоже должна перейти в сверхтекучее состояние. В таком растворе с двумя бозе-конденсатами Не и Не могут распространяться звуковые волны трёх типов i) колебания плотности (давлепия) со скоростью распространения, близкой к скорости ПЗ в чистом Не II 2) колебания в системе примесных квазичастиц Не, распространяющиеся со скоростью, близкой, в меру малой концентрации Не, где VF — фермисвская скорость (см. Ферми-жидкость) 3) температурные колебания со скоростью распространения, экспоненциально убывающей с умеиь-твение.м кокце)[трации Не. Волны второго и третьего типов соответствуют ПЗ и ВЗ в сверхтекучем ферми-газе примесных квазичастиц Не. [c.71]

Условие б) хорошо выполняется в полупроводниках и диэлектриках с малым числом свободных электронов, когда взаимодействие между ними мало и может быть учтено как электрон-электронное рассеяппе. В металлах, где число свободных электронов велико, взаимодействие с осн. массой электронов учитывается самосогласованным одноэлектронным потенциалом. Взаимодействие с электронами, находящимися в тонком слое вблизи поверхности Ферми, может быть учтено в рамках теории ферми-жидкости, в к-рой в качестве элементарных возбуждений рассматриваются заряж. квазичастнцы — фермионы, описывающие самосогласованное движение всей системы электронов. Электрон-электронное взаимодействие приводит, как правило, лишь к перенормировке спектра. ИсклЮ Чение составляют кристаллы с узкими зонами, где энергия отталкивания двух электронов на одном узле превышает ширину зоны. Если в таких кристаллах число электронов равно числу атомов, они являются диэлектриками, даже если число мест в зоне (с учётом спина) больше числа атомов. При изменении ширины разрешённой зоны в результате сближения атомов происходит переход к металлич. проводимости (переход Мотта). [c.92]

Характеристики К. Для практич. применения концепции К. необходима информация о пределах её приме имости, о неличинах, характеризующих К., п т. п. В микроскопия, подходе эту информацию дают хорошо разработанные квантово-полевые методы теории мн, тел (см. Грина функция). В феноменологич. теориях, для к-рых концепция К. служит исходным пунктом, напр, в теории сверхтекучести, ферми-жидкости (применительно к электронам металла и нуклонам ядерного вещества), эта информация заимствуется из опыта. [c.263]

К. ж. классифицируют но статистике составляющих их частиц. Жидкость, состоящая иа частиц с целым сиипом, бозонов (жидкий Не), наз. бозе-жидкостью, а из частиц с полуцедым спином, фермиоиов (жидкий Не),— ферми-жидкостью. [c.269]

Ферми-жидкость. Нормальная (несверхтекучая) фермиевская жидкость имеет спектр квазичастиц, аналогичны спектру идеального форми-газа. Его естественно описывать, считая, что при темп-ре абс. нуля квазичастицы заполняют в импульсном нрострапстве все квантовые состояния вплоть до нек-рого фермиевского импульса рр. Рождение нары квазичастица (с импульсом р) — дырка (с импульсом р ) описывается в этой картине как переход квазичастицы с импульсом [c.269]

Важнейшее положение теории ферми-жидкости, созданной Л. Д. Ландау в 1956, состоит в том, что определяющий распределение квазичастиц фермиевский импульс р связан с плотностью числа реальных частиц (атомов жидкости) N/V тем же соотпошеиием, что и в идеальном ферми-газе [c.269]

Важное отличие ферми-жидкости от идеального ферми-газа состоит в том, что энергия квазичастицы е р) зависит от распределения всех остальных квазп-частиц, Измоиенне в(,р) при малом изменении п р) имеет вид [c.269]

Время жизни квазичастиц в ферми-жидкости определяется процессами их рассеяния. При абс, нуле темп-р они сводятся к рождению пар частица-дырка, причём вероятность такого рассеяния (с учётом принципа Паули) для квазичастицы с импульсом р пропорц. р—рр) -Поэтому реальный физ. смысл имеют лишь квазичастицы вбли.чи поверхности Ферми, где эта вероятность мала. Аналогично ср. длина пробега квазичастиц при конечных темп-рах Z Т , так что фермиевская жидкость при низких темп-рах в кинетич. отношении ведёт себя как разреж. газ и должна описываться кинетическим уравнением. Теплопроводность у, и вязкость т) ферми-жидкости с понижением темп-ры изменяются с 1ед. образом [c.270]

Соответственно с понижением темп-ры возрастает затухание звука, так что при Г=0 распространение обычного звука невозможно. Возможно, однако, распространение колебаний особого рода — нулевого звука, в к-ром происходит сложная деформация ф-ции распределения ква.1нчастнц. Закон дисперсии этих колебаний, как и у обычного звука, линейный (n=U(J (где ш — частота колебаний, к волновое число), но скорость их распространения 1/(, не выражается непосредственно через сжимаемость (8), а требует для своего определения решения кинетич. ур-ния. Затухание нулевого звука нропорц. большей из величин (Асс) и и при низких темп-рах мало. Нулевой звук представляет собой бозевскую ветвь спектра возбуждений ферми-жидкости. [c.270]

Для описания магн. свойств ферми-жидкости необходимо рассматривать ф-ции распределения частиц, зависящие от проекции их снинов на направление магн. поля. При этом ф-ция взаимодействия / является матрп-цей по спиновым индексам взаимодействующих частиц, к-рую в пренебрежении слабыми релятивистскими (спин-орбитальным и спин-спиновым) взаимодействиями можно занисать в виде [c.270]

Спектр (21) удовлетворяет условию сверхтекучести с конечным значением V Само это условие не является необходимым для сверхтекучести ферми-жидкости, поскольку неограиич. рождение фермиевских квазичастиц запрещено принципом Паули. Однако его выполнение обеспечивает равенство рп=< > при 7 =0. [c.271]

Здесь o=3/я(p f) , Up — скорость электрона на ио-ьерхности Ферми. Подобное поведение известно в теории ферми-жидкости. Более того, между значениями / и С нри Г ОК имеют место соотношения с коэф., характерными для теории ферми-жидкости. [c.439]

М. наз. также кванты специфич. спиновых волн в ферми-жидкости (см. Нулевой звук). В парамагнетиках с сильным магнитны.м взаимодействием иногда используется термин и а р а м а г н о н ы для обозначения спиновых флуктуаций в представлении затухающих спиновых волн. По аналогии с фононами М. без щели (или с малой щелью) в энергетич. спектре в области малых к наз. часто акустическими (как правило, при линейном законе дисперсии, как в антиферромагнетиках), а в случае большой щели — оптическпми. [c.23]

Иногда под Н. з. понимают также и ВЧ-колебания (шт 2 1) произвольных спиновых компонент одночастичного распределения квазичастиц. Так, для ферми-жидкости частиц со спином рассматривают нуль-зву-ковые колебания антнсимметризованной по спину ф-цвк распределения, т. е. импульсного распределения магн. момента квазичастиц. Такие колебания представляют собой специфич. ферми-жидкостные спиновые волна, а скорость распространения этих нуль-звуковых спиновых волн в отсутствие магн. поля (спиновой поляризации) по-прежнему задаётся ур-ниями ( ), куда, однако, вместо гармоник /-функции Ландау, симметри- [c.368]

По-видимому, в жидком Не при повышенных давлениях может распространяться и поперечный Н. а. В электронной ферми-жидкости, напр. в металлах, распространение Н. 3. обычно не наблюдается вследствие требования электронейтральности. Однако в нек-рых металлах в магн. поле наблюдались спиновьсе волны нуль-звукового типа. [c.368]

Металлы, Плазма типичных металлов — сильно вырожденная электронная ферми-жидкость, описание к-рой требует использования многочастичных методов и учёта структуры энергетик, зон. Однако мн. свойства простых металлов, в к-рых электроны проводимости принадлежат атомным з- и р-оболочкам, могут быть описаны в рамках т. н. модели желе , когда кристаллик. решётка заменяется однородно размазанным положит, зарядом ионов, на фоне к-рого колеблются электроны. Концентрация электронов п фактически является единств, параметром модели, т. к. в этом случае в(1)е = 1,ат. — масса свободного электрона, Из-за высоких п частота сор 10 с 1, а энергия плазмона ЙШр для большинства простых металлов 5—2.5 эВ (в Ка 5 эВ в Mg 11 эВ, в А1 16 эВ). [c.601]

Возможность внеш. воздействием (обычно оптич. возбуждением) изменять плотность электронно-дырочной плазмы нри фик-сиров. темп-ре позволяет изменять её фазовое состояние. При высоких темп-рах и концентрациях электроны и дырки образуют электронный газ, вырожденный в области 1Па и невырожденный в области 1Пё (рис, 3). С понижением Т при малых п электроны и дырки связываются в экситоны (область II). При промежуточных плотностях электроны и дырки конденсируются в электронно-дырочные капли, разделённые экситонным (область 1а) или электронно-дырочным (область le) газом низкой плотности. Сами же капли являются металлич. ферми-жидкостью высокой плотности (с и. Эксито 1ная жидкость), [c.602]

ПОМЕРАНЧУКА эффект — понижение теип-ры смеси твёрдого и жидкого Не при её адиабатич. сжатии ниже темп-ры T . П. э. предсказан И, Я. Померанчуком в 1050, экспериментально обнаружен Ю. Д. Ануфриевым в 1965, П. э. обусловлен тем, что энтропия системы неупорядоченных ядерных спинов твёрдого Не остаётся постоянной вплоть до темп-ры Нееля (см. Нееля точка., Антиферромаенетик), к-рая для твёрдого Не равна 1 мК, а энтропия жидкого Не убывает до линейному закону, характерному для ферми-жидкости (см. Квантовая жидкость). В результате ниже Т 0,32 К энтроппя жидкого Не становится меньше энтропии твёрдого Не, а теплота плавления Не — отрицательной. Согласно Клапейрона — Клаузиуса уравнению, изменению знака теплоты плавления,соответствует минимум на кривой плавления, и соответственно адиабатич. сжатие находящейся в равновесии смеси жидкого и твердого Не приводит к понижению её темп-ры. П. а. используется для получения сверхнизких темп-р от 10—20 мК до 1—1,5 мК. [c.84]

Ситуация с топологически стабильными дефектами в Не более сложная, т. к. параметром порядка в этом случае является комплексный тензор 2-го ранга Ац,, i, к=, 2, 3. Это, в частности, есть отражение того факта, что в отличие от боэе-жидкости Не, Не является ферми-жидкостью, допускающей существование анизотропных сверхтекучих фаз. Для Й-фазы Не пространство вырождения D топологически эквивалентно 50(3) f/(l). Вычисления гомотопич. групп тс2( >) = 0, 7ti(D) = i [50(3)1-Ья, [f/(])] = Z2 Z указывают на то, что в В-фазе Не отсутствуют топологически стабильные точечные дефекты, а линейные дефекты — вихри — характеризуются набором из двух топологич. чисел. [c.138]

Г. Н. Флёров, В. С. Барашенков. ТЯЖЁЛЫЕ ФЕРМИОНЫ—состояние электронов, в к-ром они образуют ферми-жидкость квазичастиц с аномально большой эфф. массой т. Величина т в 10 —10 раз превышает эффективную массу электронов в нормальных н переходных металлах, где, как правило, те (1 — 10)то (то — масса свободного электрона). Состояния Т. ф. наблюдаются в ряде интерметаллических соединений,. содержащих элементы с недостроенными 4/- и 5/-оболочками (Се, Ей, U, Np, по нек-рым данным—Yb), [c.194]

ФЁРМИ-ГАЗ—газ из частиц с полуцелым (в единицах Л) спином, подчиняющихся квантовой Ферми—Дирака статистике. Ф.-г. из невзаимодействующих частиц наз. идеальным, а в отсутствие внеш. полей—свободным. К Ф.-г. относятся электроны в металлах и полупроводниках, газы из атомов с нечётным числом нуклонов (напр., Не) электроны в атомах с большими атомными номерами, изучаемые в Томаса—Ферми теории нуклоны в тяжёльсх сильно возбуждённых ядрах, описываемые в рамках статистической модели ядра элементарные возбуждения электронов, взаимодействующих с фононами в кристаллич. решётке, и т. д. (см. также Ферми-жидкость). [c.282]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...