Спиновые волны и коллективные явления в квантовых газах и квантовых жидкостях

• Автор: Башкин, Евгений Петрович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 301 c. : ил

ШВА I. ТЕОРИЯ СШН-ШЛЯРИЗОВАИНОГО КВАНТОВОГО ГАЗА

1. Термодинамические вириальные разложения, магнитомеханический эффект

2. Функция распределения

3. Коллективные эффекты и кинетическое уравнение

4. Слабо затухающие спиновые волны, спектр колебаний

5. Обобщенная восприимчивость, магнитный резонанс

6. Магнитный формфактор и дальние спиновые корреляции

7. Сильнозатухающие диффузионные моды

8. СдиноЕая поляризация и интеграл столкновений

9. Спиновые волны е адсорбированном н|

Глава II. БИНАРНЫЕ КВАНТОВЫЕ ГАЗЫ

1. Однородный магнитный резонанс: феноменологические уравнения
2. Термодинамические функции и вириальные коэффициенты
3. Вириальное разложение функции распределения
4. Магнитный резонанс: метод кинетического уравнения
5. Спиновые волны и устойчивость однородного состояния
6. Пучковые колебания и неустойчивости
Глава III. БИНАРНЫЕ КВАНТОВЫЕ ГАЗЫ С ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТОЙ
1. Спонтанный ферромагнетизм в слабоионизованном максвелловском газе
2. Волны зарядовой плотности
3. Кинетические уравнения, диэлектрическая проницаемость

4. Спиновые волны в магнитном поле, парамагнитный резонанс
5. Ридберговские атомы в атмосфере постороннего
газа
6. Электронные состояния над поверхностью жидкого гелия
7. Полумагнитные полупроводники
8. Коллективные явления в невырожденном электронном газе
ГЛАВА 1У. КОЛЛЕКТИВНЫЕ МОДЫ В ЖИДКОМ 3Не
1. Условия устойчивости, температура магнитного упорядочения
2. Распространение поперечного нуль-звука
3. Подавление поперечного нуль-звука магнитным
полем
4. Спиновые еоляы и корреляционные функции
5. Термодинамика магнояоЕ
6. Высокотемпературный спонтанный ферромагнетизм
ГЛАВА У. КВАНТОВЫЕ РАСТВОРЫ 3Не - 4Не
1. Магнитокалорический эффект, транспортные
явления
2. Спиновые волны в болыдаановском растворе
3. Концентрационное подавление спиновых волн
ГЛАВА У1. СВЯЗАННЫЕ СОСТОЯНИЯ ПРИМЕСНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ В
СВЕРХТЕКУЧЕМ ГЕЛИЙ
1. Энергия связи и термодинамика димеров

2. фазовые переходы в двумерном С Не
3. Пороговое поглощение звука
4. Локализация примесей на электрических зарядах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . ."
ЛИТЕРАТУРА

Взаимодействие частиц играет очень ванную роль в физике конденсированного состояния. Эффектами взаимодействия определяется широкий круг коллективных явлений в конденсированных средах. Именно большим вкладом взаимодействия между частицами объясняются, резкие различия свойств плотных конденсированных систем от аналогичных характеристик разреженных газообразных сред. Количественное описание сильно неидеальяых систем представляет собой весьма сложную задачу. При достаточно низких температурах очень плодотворной оказывается концепция элементарных возбуждений -квазичастиц, которая дает возможность строго и последовательно, исходя только из первых принципов, вычислить все макроскопические характеристики системы. Особенно успешным оказалось применение этой концепции при построении теории квантовых жидкостей, которая является, фактически, основой квантового описания макроскопических тел. В квантовой бозе - жидкости, каковой является, например, сверхтекучий 4Не, число квазичастиц по мара понижения температуры стремится к нулю, так что при низких температурах плотность элементарных возбуждений заведомо мала и в первом приближении их можно рассматривать как идеальный бозе - газ. При необходимости взаимодействие квазичастиц может быть учтено в следующих приближениях методами теории возмущений. С другой стороны очень часто в фермиевских системах число элементарных возбуждений фиксировано и не зависит от температуры, так что, если плотность квазичастиц достаточно велика, то взаимодействие между ними играет самую существенную роль и пренебрегать им ни в коей мере нельзя. Последовательное кваатовомеханическое описание макроскопических свойств ферми - жидкости, например, нормального ^е, и

М1 /А и уравнениями теории ферми-жидкости Ландау
заключается не только в соотношении
в том, что поправка к энергии частицы выражается через амплитуду рассеяния на нулевой угол, но имеет и более глубокий физический смысл. Основные результаты теории ферми-жидкости строго обоснованы только для сильно вырожденных фермиевских систем, когда все КЕазичастицы находятся вблизи поверхности Ферми. При повышении температуры системы 7" ^ <7/ становится существенным затухание, связанное с конечным временем жизни квазичастиц жидкости. Однако, как было показано Галицким / 36 /, в разреженных ферми-
//3
системах при /У ' г0 <е
затухание возбуждений про-
£/3 £
порционально квадрату газового параметра У~0 и
мало даже вдали от поверхности Ферми вплоть до самых больших импульсов /3 ^ 7 / Р'о . Поэтому даже в больцмановском газе
£ / 2вплоть до границы квантовой области 7" 7 /А ^ зд_
тухание фермиевских возбуждений мало и мы имеем хорошо одре деленные долгоживущие квазичастицы с энергетическим спектром (1.59).
В главном по / #/ / 71 / приближении функция распределения квазичастиц совпадает с функцией распределения истинных частиц газа, поскольку перенормировочная постоянная функции Грина ферми-жидкости низкой плотности отличается от единицы на величину
порядка
/у2/Ъ гг < При
Т->0 все результаты для неидеального газа фермиевских частиц, естественно, переходят в соответствующие результаты / 36 / для разреженной ферми-жидкости. При этом в ферми-жидкости при обосновании кинетического уравнения нет необходимости сравнивать градиентные самосогласованные члены