А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Фермі-частка

Фермі-частинки поводяться зовсім інакше. Подивимося, що станеться, якщо ми спробуємо помістити дві ферми-частинки в один і той же стан. Повернемося до нашого початкового прикладу і поцікавимося амплітудою того, що двіідентичні фермі-частинки розсіються в майже однаковому напрямку.

У фермі-частинок перехід на зайнятий рівень неможливий.

ДЛЯ фермі-частинок (13.8), Далі слід підпорядкувати.

Чи існують ферми-частинки, по масі проміжні між[х-мезоном и нуклоном, - этот вопрос пока не связан со свойствами /С-мезонов, и здесь пока нет зарегистрированных случаев распада тяжелых мезонов, таких, которые свидетельствовали бы о ферми-природе распадающейся частицы с массой, большей массы ( А-мезона.

Поверхность Ферми графита. ФЕ? МИОН ( ферми-частица) - частица или квазичастица с полуцелым спином.

Фермион ( ферми-частица) - частица или квазичастица, обладающая полуцелым спином. К фермионам относятся все барионы ( протон, нейтрон, гипероны и др.) и лептоны ( электрон, мюон, тяжелый лептон, нейтрино) и их античастицы, а также такие квазичастицы, как, например, электронное и дырочное возбуждение в твердом теле. Связанные системы из нечетного числа фер-мионов ( атомные ядра с нечетным атомным номером, атомы с нечетным суммарным спином нуклонов ядра и электронов и др.) тоже являются фсрмионами.

В случае ферми-частиц перестройка вакуума лимитируется принципом Паули и прекращается, когда заполняются все уровни с энергией, меньшей, чем энергия покоя частицы. Подобный фазовый переход мог бы происходить вблизи ядра с зарядом Z 170 и должен проявиться при столкновении двух ядер урана.

Это распределение ферми-частиц по состояниям называется рас-пределением Ферми - Дирака.

? ассмотрена система ферми-частиц с четверным гамильтонианом взаимодействия и устанон.

Электростатическое взаимодействие между ферми-частицами не может изменить это положение. В системе взаимодействующих ферми-частиц по-прежнему невозможна конденсация.

Соответствующие частицы называются ферми-частицами или фер-мионами.

? ассмотрим прежде всего систему ферми-частиц. Это означает, что две частицы имеют одинаковый полный набор квантовых чисел, например одно и то же значение квантовых чисел п, I, m, sz при движении в поле с центральной симметрией или рх, ру, pz, sz при свободном движении с определенным импульсом.

Согласно теории сверхпроводимости система ферми-частиц, между которыми вблизи границы Ферми действуют силы притяжения в состоянии с нулевыми суммарным импульсом и спином, переходит при температуре, меньшей некоторой критической Тс, в сверхпроводящее ( сверхтекучее) состояние.

Таким образом, в случае ферми-частиц перестройка вакуума лимитируется принципом Паули.

При температуре, стремящейся к нулю, ферми-частицы занимают все низшие состояния. Ферми, такую, что при нулевой температуре все состояния с энергией s isp заполнены, а все состояния с более высокой энергией свободны.

Аналогичные рассуждения пригодны и для вырожденной плазмы ферми-частиц.

Но из-за того, что электроны - это ферми-частицы, действительное положение вещей совершенно иное.

Знак минус появляется потому, что протоны - ферми-частицы.

В ближайших разделах Введения дается простое описание конденсации ферми-частиц в электрическом поле и я-конденсации во внешних полях и в нуклонной среде.

Для бозе-частиц это выражение - точное, для ферми-частиц к нему добавляются небольшие спиновые поправки. V эффективный потенциал U становится отрицательным, что соответствует притяжению.

Известно также, что каждый отдельный электрон является ферми-частицей. Но связанная пара уже будет вести себя как бозе-частица, потому что, если я переставляю два электрона от одной пары к другой, я дважды меняю знак волновой функции, а это означает, что я ничего не меняю.

В § 7 мы отмечали, что система из ферми-частиц может обладать свойством сверхтекучести при некоторых условиях, сводящихся, грубо говоря, к условиям преобладания сил притяжения.

Ферми pF соответствует скачку на ферма-поверхности а ф-ции распределения ферми-частиц по импульсам. Импульс pF разделяет элементарные возбуждения типа электрона вне сферы Ферми и дырки внутри ее. Величина скачка уменьшается вследствие взаимодействия между частицами, но его положение не меняется.

Отдельные атомы изотопа гелия с атомным весом 3 суть ферми-частицы, и жидкость здесь самая обычная. Поскольку сверхтекучесть бывает лишь у Не4, то со всей очевидностью этот эффект квантовомеханический, вызываемый бозевской природой а-частицы.

Качественное обоснование модели оболочек следует из общей теории систем взаимодействующих ферми-частиц, в том числе системы нуклонов. Исследование IP ко и системы показало, что сущестьует спектр возбуждений, к-рый соответствует переходу частицы, находящейся в потенциальной яме, на один из возбужденных уровней. Потенциал для частицы создается взаимодействием всех нуклонов между собой, и частицы движутся в этом потенциале почти независимо. Теория не дает способа вычисления потенциала и потому его приходится подбирать.

Квазичастицы обсуждаемого типа могут действовать и как бозе - и как ферми-частицы; и, как и у свободных частиц, частицы с целым спином суть бсзсны, с полуцелым - фермионы. Магнон символизирует, что электрон со спином, направленным вверх, перевертывается вниз. Спин меняется на единицу. Значит, у магнона спин целый и он - бозон.

Зла) 1 /3ft ( - ггУ 3-граничный импульс для ферми-частиц.

Чтобы понять основное содержание идеи Купера, мы рассмотрим газ из ферми-частиц с непосредственным взаимодействием между частицами, распространенным на какую-то небольшую область энергий со в окрестности ферми-сферы[- со е ( k) - е ( /с0) со ]і постійним всерединіцій області.

Залежність моментів інерції J від квадруполиюй деформації f. 1 - момент інерції твердого тіла. 7. 2 - момент інерції рідкої краплі. Яа - момент інерції дли осциляторні потенціалу при ДДГ Д209 Мев. 30 - момент інерції для прямокутної ями при Aw Az 0 9 Мев. точки -експериментальні моменти інерції.

У 1950 Купером[20]було відмічено, що при наявності тяжіння фермі-частинки поблизу поверхні Фермі утворюють пов'язані пари.

При цьому важливу роль відіграє і те, що електрони є Фермі-частинками, це призводить допевної симетрії їх хвильових функцій. Але такого типу додаткове спін-спіновий взаємодія квантовомеханіческоі природи може бути пов'язано не тільки з кулоновскими силами, але і з іншими парними взаємодіями електронів, що знаходяться на сусідніх іонах.У тому числі, це стосується і диполь-дипольних взаємодій. Обмінна взаємодія диполь-дипольного походження (а разом з цим і спін-орбітальної походження) іноді називають псевдодіпол'ним. Мається на увазі, що його кутова залежність може бутианалогічної такою для класичного диполь-дипольного взаємодії. Якщо, проте, останнє є дальнодействії, змінюючись з відстанню як г Т - (див. (5.43) і (5.44)), то обмінна взаємодія (будь-якої природи) в діелектриках, будучи пов'язаним з перекриттямхвильових функцій, виявляється блізкодействія, убуваючи, як правило, експоненціально з відстанню.

Є безліч чудових ефектів, що виникають з того факту, що дві ферми-частинки не можуть потрапити в одне і те ж стан.

Досвідчені факти (спектрмолекули азоту) показують, що цей атом є фермі-частинка. Це було перше свідчення на користь існування нової ядерно ча сті-ці.

Pассмотрім рівняння стану (6.28) в рамках подальшого наближення, що складається в нехтуванні виродженням фермі-частинок, алепри збереженні бозона характеру двочасткові станів, у тому числі пов'язаних.

Щоб понят], основний зміст ідеї Купера, ми розглянемо газ із фермі-частинок з безпосереднім взаємодією між частинками, поширеним на якусь невелику областьенергій ш в околиці ферми-сфери[- со е ( k) - в ( А1): ш ]і постійним всередині цієї області.

Таким чином, ми вперше зустрічаємося з незвичною для нас ситуацією, коли дві ферми-частинки з приблизно рівними масами і протилежними електричними зарядами не пов'язані спорідненістючастинок і античастинок.

На жаль, в послідовній топологічної картині матерії, очевидно, немає місця джерелу фермі-частинок.

Принцип Паулі полягає в тому, що в кожному повністю певному стані може знаходитися не більше однієї ферми-частинки.

V, 1) - для Бозе-частинок і ф, пч (пч - 1) - для Фермі-частинок; М, - функція розподілу Бозе;, - функція розподілу Фермі.

Підсумовування ведеться по всіх перестановок, знак () відноситься до бозе - і знак (-) до фермі-частинок.

Пряма і обмінна діаграми меллеровскогорозсіювання позитронів. Для того щоб отримати в останньому випадку матричний елемент розсіяння, необхідно ще врахувати антисиметрії фізичних станів щодо перестановок двох тотожних фермі-частинок - позитронів.

Кілька років тому Л. Д. Ландау булазапропонована феноменологічна теорія фермі-рідини, в якій з самого початку передбачається існування сильної взаємодії між фермі-частинками.

До цієї межі і підходить все ближче і ближче відповідне ставлення для ідеального ферміевского газу поміру того, як енергія розглянутих фермі-частинок все більше і більше перевищує їх енергію спокою.

Крім того, в електронній оболонці атома має бути ще 7 електронів, Отже, все в атомі азоту містилося б 28 фермі-частинок. Сумарний собстведний момент кількості руху (спін) такої системи повинен бути цілим, тому атом азоту в цілому поводився б як бозе-частинок.

Формування концепції квазічастинок пов'язане з ім'ям Л.Д. Ландау, який в кінці 40 - х років розробив спеціальний математичний апарат для опису явищ, зумовлених взаємодією фермі-частинок один з одним.

Значить, правило полягає в тому, що складні об'єкти в тих обставинах, коли їх можна вважати неподільними об'єктами, поводяться як бозе - чи фермі-частинки, дивлячись по тому, чи міститься в них парне чи непарне число фермі-частинок.

Формули (2.7 а) і (2.76) легко виводяться, якщо врахувати, що можна циклічно змінювати порядок операторів під знаком шпуру в (2.5) і аналогічній формулі для фермі-частинок. Співвідношення (2.7 а) і (2.76) справедливі, зрозуміло, і для вільних гриновских функцій.

Значить, правило полягає в тому, що складні об'єкти в тих обставинах, коли їх можна вважати неподільними об'єктами, поводяться як бозе - чи фермі-частинки, дивлячись по тому, чи міститься в них парне чи непарне число фермі-частинок.

Звичайно, ми не можемо сказати, на що був би схожий світ, якби це правило - і тільки воно одне - змінилося; адже воно є частиною всієї структури квантової механіки, і неможливо сказати, що б ще змінилося б, якби правило, що стосується фермі -частинок, стало б іншим.

Фермі-частинок, що підкоряються принципу Паулі, можуть знаходитися тільки в станах, описуваних антисиметрична хвильовими функціями; системи Бозе-частинок - тільки в станах, описуваних симетричними хвильовими функціями. При цьому ijj - функції системи і окремих часток слід розглядати як залежні не лише від координат, але і від спінів частинок.

До характеристики умови oGparmnamm молекули Н. - хід ф - (вгорі і загальне алектронное хмара молекули Н2 (внплу і випадку антппараллельності спінів обох ілектрошш. 6 - хід i. Z (вгорі і електронне оОлакі обох електронів (внизу у разі паралельних. Фермі-частинок , що підкоряються принципу Паулі, можуть знаходитися тільки і станах, описуваних антисиметрична хвильовими функціями; системи IJoae-частинок - тільки в станах, описуваних симетричними волвоіимі функціями. При лом - функції системи і окремих часток слід розглядати як залежні не лише від координат, але і від спінів частинок.