Quantum ABC „Állatkert quasiparticles”, csak a legjobb értékeléseket az interneten
A kvantum világ nagyon messze van a hazai, ezen az alapon a jogszabályok gyakran úgy tűnik, hogy nekünk szokatlan és counterintuitive. De a komoly hírek kvantumfizika jön szinte minden nap, úgy, hogy azok a jó ötlet a pillanatban van szükség - egyébként a munka fizikusok hazai szemmel átalakult tudomány mágia és zavarják a mítoszok. Már beszéltünk a kvantum számítógépek, lokalitás, a koherencia és a kvantum teleportáció.
Most a fellebbezést fog menni egy másik szokatlan tárgy - egy kvázirészecske.
Quasiparticles, sőt, elég sokat. Ennek alapján az első ülésen úgy döntöttünk, ez: így könnyű volt a téma megértését, kértük Dr. Southampton menedzsere Akadémia és a University of a kutatócsoport „Quantum polyaritonika” orosz Quantum Center Alexei Kavokin röviden elmondani a hét legszórakoztatóbb, az ő véleménye, a quasiparticles. A történet Alex kísérték rendkívül hasznos és informatív illusztrációkkal fő braves amely a macskák.
A quasiparticles eltérnek a részecskék? Az a tény, hogy üljön be egy ketrecbe, és nem tud kijutni. Lev Landau quasiparticles találták, annak érdekében, hogy egyszerűsítse a leírás számos fizikai folyamatok, amelyek előfordulnak a kristályokat.
Ehelyett annak érdekében, hogy megoldja a több milliárd egyenletek, amely leírja a mozgás az elektronok és atomok a kristályrács, azt találták elég felvenni a teljes pár egyenletek a kitalált részecskéket - quasiparticles - Mi mozog a kristály, mint egy magányos helyet, és nem vette észre az egyes atomok vagy ionok. Tulajdonában teljes szabadságot kristály quasiparticles nem mehetek ki. Azok, mit mer nézni túl a kristályrács lesz, hogy gyorsan változik a saját tulajdonságait, és kapcsolja be a közönséges részecskék - elektronok ionok fotonok.
Mi a különbség a kvázi-részecske elektron-elektron, az elemi részecskék? A különbség a tömeg. Terjesztése a kristályrács, az elektron könnyebbé válik. Beszéd szigorúbban, egy elektron-leírt kvázirészecske effektív tömeg, ami függ a kristályrács paramétereit.
Egyes félvezető kristályok hatékony elektron tömeg nem ritka, hogy 10, továbbá 20-szor kisebb, mint a tömege a szabad elektron. Továbbá, a grafén - kétdimenziós kristály alkotja szénatomok rendezett egy méhsejt formában - néhány elektronok quasiparticles nagyrészt nincs tömege. Minden ilyen elektronok repülnek a legnagyobb egyenletes sebességgel.
Holes hasonlítanak a légbuborékokat. Ahelyett, hogy a víz a kristály elektronokat. Elhagyatott helyre, ahol nincs elektron - lyuk van.
Ahogyan gázbuborékok lebegnek fel felé a tenger felszínén e, amely a kristály az úgynevezett Fermi felület. lyuk tömegét negatív - csak alapján, hogy ő bukkan és úszik. A lyuk van egy díj megegyezik az elektron töltése, de mivel az ellenkező jellegű. Lehet kérni: hogyan magányos hely lehet a díj?
Képzeljük el, hogy a teljes mennyiség tele van negatív töltésű víz. Mit kell tennie annak érdekében, hogy finom csapadék mennyiségű töltés vált nulla? Válasz: meg kell adni a töltések száma annyira jó, hogy mennyi volt negatív.
Jó töltés lyukak kompenzálja a negatív töltés az elektron folyadék.
Egy exciton hasonló a hidrogénatom. A hidrogénatom jelentése egy negatív töltésű elektron (elemi részecske) körül forog a pozitív töltésű proton. Az exciton negatív töltésű elektron (kvázirészecske) körül forog a pozitív töltésű lyukak. Exciton kidolgozott koncepció az 1920-as, a kommunista tudós Yakov Frenkel.
Kísérletileg excitonok második orosz tudós, Eugene Gross, 1952-ben. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a lyuk és az elektron a kristály lényegesen könnyebb, proton és elektron egy hidrogénatom, és az együttműködést a quasiparticles meggyengült kristályos közepes, nagy excitonok kapott: jellemző exciton mérete sokszorosa lehet nagyobb a mérete egy atom. Továbbá, ellentétben a hidrogénatom, exciton örök.
Idejét a sors a legtöbb esetben kevesebb, mint egy milliárdod másodperc. Ezen idő eltelte után a légbuborék vízzel teli: a lyuk és az elektron-rekombinálódnak. Eltűnő exciton továbbítja saját energia vagy rácsos kibocsát egy fotont - foton.
Észlelése által kibocsátott fény excitonok szerzünk adatokat azok tulajdonságait és szerkezetét.
Foton - egy kvantum fény. Áthaladva a kristályrács, fotonok változtatni a saját tulajdonságait. Ha vákuum a fotonok utazási egyenletes sebességgel - a fény sebessége - a kristály, sokan lelassult, sőt megállítani. Ezt a jelenséget nevezik „lassú fény”. Kölcsönhatásban excitonok, fény kezd viselkedni, mint egy folyadék képez csepp, örvények, állóhullámok és vízesések. A fény lehet keresztül a csatornák, hogy változtassa meg a röppálya, sebesség, polarizáció.
Néhány elmélet egyébként győződve arról, hogy a fény megfagyhat. A fotonok terjednek a kristály - kvázi-részecske. A funkciók eltérnek társaik repül az űrben.
Például, egy vákuumkemencében foton nincs tömege, és a kristály neki van a súlya.
Fonon - a kvantumait rácsrezgések. fonon koncepció jött létre, a szovjet fizikus Igor Tamm. Fonon tűnik annak a ténynek köszönhető, hogy az ionok alkotják a kristályrács, nem áll még, és a tartomány saját közel egyensúlyi pozíciókat. Az ilyen ingadozások alakulnak hullámok. A nyelv a quasiparticles forgalmazás rácsrezgések egyenértékű foton áramlás.
Fonon szállítására hang, hogy egy nagy hozzájárulás a hővezetési felelős megalakult a második kvázirészecske - Cooper-párok.
Alacsony hőmérsékleten néhány fémek jegyezni szupravezetés - megoszlása a villamos áram ellenállás nélkül. Értsd meg, hogy van egy érdekes jelenség, talán a példa két repülőgép repülő haverja a második kört. Planes - az elektronok. A fém, a legtöbb esetben ezek a kopott, nagy sebességnél (Fermi sebesség).
Repül a kristályrács, az elektron kibocsát egy fonon - lassú kvázirészecske ejtőernyős. Egy bizonyos idő elteltével, a második síkra felveszi ejtőernyős és dob újra. Két elektron cserélnek fonon, tartós távolsági barátja egy barátja.
Fonon látnivaló mechanizmus fordul hatékonyabb, mint a taszítás quasiparticles egységes díjat. Szervezett egy elektronpár - Cooper-párok - rendelkeznek rendkívüli tulajdonságai: szeretik mozogni egyenletes sebességgel. Ez vezet a szupravezetés.
Képzeljünk el egy csomó autó az autópályán. Ha ezek mind mozgott egyenletes sebességgel, nem volt a forgalmi dugókat. És az áramlás a Cooper-párok elosztott ellenállás nélkül.
Az elektronok viselkednek nagyjából ugyanaz, mint a tó vize a kristályban. Az intézkedés alapján a szél a tó felszínén hullámok keletkeznek, amit hengerelt az egyik tó partján, majd a második. Wind - fény. Hullámok a felszínen az elektron folyadék - plazmonok. Crystal egésze elektromosan semleges. Offset negatív töltésű elektron folyadék (plazma) inkább pozitív töltésű kristályrács eredményezi ingadozások elektromos polarizáció.
Ezek a rezgések kiváltható fényében a megfelelő frekvenciát. Együttműködés az elektron plazma fényt hagyjuk az adatok továbbítására. Ez az együttműködés használják nagy pontosságú mikroszkópok.
Ezen kívül, mivel a plazmonok lehet változtatni a színét a tárgyakat. Színes üveg középkori ólomüveg - egy példa.
# 81 | ábécé | ábécé | állatok | agyag | Pingek és CRIC
érdekes rekordok
Népszerű cikkek az oldalon:
Az új, az anyagok sajátosságai rendkívül fontos, de nagyon nehéz feladat a kémia és a fizika. Már 1982 Nobel ...
Physics and Technology a National Institute of Standards tudnák kényszeríteni ezer atomok tartott egy lézersugár, egy pillanat alatt, hogy megosszák ...
Alkalmazottak Bristoli Egyetem (Anglia) bejelentette, hogy új fejezetet nyitott az optikai kvantum számítógépek történetében. [1] Őket az első alkalommal ...
A kutatók a University of Illinois (University of Illinois), a koncepció az úgynevezett digitális kvantum akkumulátor, mit kell rendelkezniük ...
A fizikusok a University of Rochester, technológiák és a National Institute of Standards and Massachusetts Institute of Technology először ...