Что такое квазичастица?

Квазичастица — это совокупность квантовых характеристик частиц, действующих подобно частице.

В отличие от фундаментальных частиц материи, таких как электроны и кварки, квазичастицы не входят в стандартную модель. И в отличие от нейтронов, протонов или даже атомов и молекул, они не являются независимыми структурами, плавающими в свободном пространстве сами по себе.

Однако, подобно элементарным частицам, квазичастицы обладают фундаментальными свойствами, такими как заряд и спин. Например, «электронная квазичастица» имеет тот же спин и заряд, что и ее электронный компонент, но в сочетании с другими квантовыми влияниями ее масса может быть совершенно иной.

Теоретические модели нашли примеры квазичастиц, которые бессмертны. Хотя форма распада неизбежна, идентичные частицы могут подниматься из пепла, как феникс, поддерживая цикл бесконечно.

История квазичастиц.

Первым исследователем, описавшим подобные «не совсем частицы», был русский физик Лев Ландау.

Изучая странное сверхтекучее поведение жидкого гелия, Ландау связал его с активностью жидкости и квантовой концепцией, известной как «одетые частицы». Это голые частицы (например, электроны) в сочетании с характеристиками других возбуждений в их квантовом поле, такими как фотоны или взаимодействия с позитронами.

С тех пор наше понимание квазичастиц как концепции стремительно выросло. Хотя их формирование подробно описано в теории, только в 2016 году ученые смогли измерить и наблюдать примеры этих сверхбыстрых и короткоживущих явлений в реальном времени.

Квазичастицы могут сыграть большую роль в понимании сверхпроводимости, а также в будущем некоторых типов технологий квантовых вычислений.

Примеры квазичастиц:

Полярон — движущийся электрон, который взаимодействует с окружающими атомами таким образом, что экранирует свой заряд облаком поляризации.

Экситон — электрон, связанный со «щелью» в заряде, известной как электронная дырка.

Фермион Майорана — нейтрально заряженная квазичастица, которая одновременно рассматривается как частица и собственная античастица.

Фонон — квантовый эквивалент звуковой волны или вибрации атомов в аккуратной кристаллической структуре

Текст и изображения могут быть изменены, удалены или добавлены по решению редакции, чтобы информация оставалась актуальной.