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元激發(fā)的物理學(xué)原理分析

元激發(fā)是固體物理中非常重要的一個概念。

我們通常所說的“粒子”,其實都具有一個實體(無論是粒子還是波),比如電子、質(zhì)子、中子、夸克、光子、膠子等。特別是電子、質(zhì)子、中子是可以穩(wěn)定存在的,半衰期非常長(甚###可以認為是無限長),也就是說,我們可以觀測到一個個獨立的電子。

在固體中,“元激發(fā)”并不是真實存在的粒子,而是屬于“準粒子”,也就是貌似像粒子的假粒子。確切來說,元激發(fā)描述的是固體物質(zhì)中的相互作用,也就是把固體中的相互作用量子化。例如原子的熱振動量子化就是聲子,電子自旋相互作用的量子化就是自旋波磁振子,還有金屬中等離子振動模——等離激元,光子與光學(xué)支聲子耦合——極化激元,電子-空穴束縛對——激子,離子晶體中電子與聲子耦合形成的極化子等。

對于固體中的運動的電子來說,它的準粒子可以是多種多樣的,可以是狄拉克費米子、外爾費米子、馬約拉納費米子等。換句話說,如果說自由運動的電子是“全裸”的電子,那么固體中電子的集體元激發(fā)就是“穿衣服”的電子。不同電子之間的相互作用,造成電子穿的衣服也不一樣,穿上衣服的電子就不是電子本身,而是“準電子”,或者說“準費米子”(電子是費米子)?v然,我們依舊可以把電子的衣服剝離,而把衣服單獨考慮,但是這么做會使得問題變得更加復(fù)雜。而把電子穿上衣服,原先復(fù)雜的電子間相互作用,重新變成了一個個粒子的統(tǒng)計物理問題,一下子簡單了許多。這便是固體物理處理多體相互作用的一種非常簡單的思路。

首頁 > 電工基礎(chǔ) > 日期:2022-6-25 來源:Internet 作者:yq 瀏覽量: