Kvazi zarralar

Kvazizarralar tushunchasini 1940 yilda fizik olim L. D. Landau kiritgan. U hozirgi zamon fizikasida katta rol o’ynaydi. Kvant sistemalarning elementar uyg’onishlari kvazizarralar deb ataladi (Kvant mexanika).

Maktab fizika kursidan ma’lumki, atomdagi elektron energiyasi istalgancha bo’la olmaydi, u faqat ma’lum diskret qiymatnigina qabul qiladi. Elektron bir energetik sathdan ikkinchisiga o’tganda u nurlanish kvantini yutadi (yoki chiqaradi).

Endi faraz qilaylik: ikki atom bir-biriga shunday yaqinlashdiki, yangi kvant sistema - molekula hosil bo’ldi. Molekuladagi elektronlar ikkala atomning «xususiy» elektronlariga aylanadi va molekulalarda o’z energiya sathlari paydo bo’ladi. Molekulalarning uyg’onishi, sathdan sathga o’tishlar endi ikkala elektronning «orbitasiga» tegishli bo’lib qoladi.

Qattiq jismda o’zaro ta’sirlashuvchi atomlar son-sanoqsiz, lekin ushbu kvant sistemada ham energiya diskret qiymatni oladi.

Har xil energiya holatlari orasidagi o’tishlar, umuman olganda, barcha elektronlar harakatiga ta’sir qiladi. Kvant sistema sathlaridan birining uyg’onishi shu joyning o’zidagina qolmay balki sistemadagi quyi elektronlarga uyg’onish to’lqini ko’rinishida uzatiladi, u ma’lum v chastotaga va yosh fizik to’lqin uzunligiga ega bo’ladi. Kvant mexanikada bu to’lqinga kvazizarra deb aytiladi va energiyasi yosh fizik va impulsi yosh fizik (u kvaziimpuls deb ata­ladi) bo’lgan kvant mos keladi. Buni bir oz boshqacharoq tushuntirish ham mumkin: kvant sistemaning har bir navbatdagi uyg’onish holatiga o’tishi yangi kvazizarralarning paydo bo’lishi deb qaraladi. Kvazizarra energiyasi sistema sathlari energiyalari farqiga teng.

Kvazizarralar faqat elektron sistemaning uyg’onishidagina paydo bo’lib qolmaydi. Kristall panjarada atomlar tebranishlari to’lqinlarining vujudga kelishini ham kvazizarralar «tili» bilan ifodalash qulay (Fonon). Moddalar (magnonlar), plazmalar (plazmonlar) va h.k. magnit xossalarini ifodalashda ham kvazizarralardan foydalaniladi.

Kvazizarralar yordamida qattiq jismlardagi har xil o’zaro ta’sirlarni tushuntirish mumkin. Masalan, tashqi nurlanish bilan o’zaro ta’sirlashishni shu nurlanish kvantlarining qattiq jismning tegishli kvazizarralari bilan to’qnashishiga o’xshatiladi. Bunday protsesslar maxsus diagrammalar yordamida tasvirlanadi (rasmga q.) hamda kvant nazariyasida ularni energiya va impulsning saqlanish qonunlaridan foydalanib osongina hisoblash mumkin.

Kvazizarralar haqidagi qarashlar past temperaturalarda samaraliroq qo’llaniladi, chunki bunda sistema kuchsizroq uyg’onadi. Bunday holda kvazizarralar kam bo’lib, ideal gazga o’xshab ketadi, ya’ni faqat to’qnashgandagina o’zaro ta’sirlashadi. Ideal gaz - ko’p zarrali eng oddiy sistema bo’lib, uning xossalarini osongina tadqiq qilish mumkin.

Kvazizarralarni kvant sistemani tashkil qiladigan oddiy zarralar bilan yanglishtirib yubormaslik kerak. Har qaysi kvazizarra odatda juda ko’p zarralardan iborat bo’lgan butun sistemaning kollektiv uyg’onishini ifodalaydi.

Ma'lumotlardan nusxa ko'chirish uchun telegram botimizga o'ting!
Telegramda bizga qo'shiling!

yosh-fizik. uz