Гигантские квантовые осцилляции поглощения звука. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Эффект обусловлен квантованием энергии электронов проводимости металла в магн. поле (см. квантовые уровни). В результате квантования энергия электронов e в простейшем случае квадратичного изотропного закона дисперсии электронов

(т - эффективная масса электрона, р - его квазиимпульс) приобретает вид

Здесь n - квантовое число (n=0, 1, 2, . . .),

- циклотронная частота электронов (е - его заряд),

- проекция его квазиимпульса на направление магн. поля

. Звуковые волны с частотой

и волновым вектором q можно рассматривать как поток фононов с энергией

(s - скорость звука) и квазиимпульсом

, а поглощение звука в металле - как прямое поглощение фононов электронами проводимости. При этом в каждом акте поглощения должны выполняться законы сохранения энергии и проекции квазиимпульса на направление

Подставляя р'_H из (2), преобразуя (3) и считая q_H достаточно малым (чтобы пренебречь членом

), получаем:

В достаточно сильных полях H, когда

(

-Ферми скорость), условие (4) может выполняться только при п' = п. Это означает, что возможны энергетич. переходы электронов только с сохранением числа п. При этом условие (4) имеет вид

откуда следует, что в переходах могут участвовать только электроны с квазиимпульсом, удовлетворяющим соотношению

где

- угол между направлением распространения звука и магн. полем

. Поскольку скорость звука s гораздо меньше скорости Ферми

, то

гораздо меньше квазиимпульса Ферми

(если угол

достаточно отличается от прямого).

Если изобразить энергии

электронов как функции

, то получим систему парабол (рис.). Изменяя угол

, можно изменять

электронов, участвующих в поглощении звука. С др. стороны, если

(T - температура), то в поглощении звука могут участвовать только электроны, находящиеся в интервале размытия распределения Ферми, т. е. в интервале энергий шириной

вблизи ферми-энергии, . Поэтому кривые зависимости энергии электрона от

для разных n пересекаются полосой ширины kT, середина к-рой совпадает с уровнем Ферми

. Ширина полосы меньше расстояния между кривыми, что соответствует условию

. Проецируя участки кривых, пересекаемые полосой, на ось абсцисс, видим, что в области размытия распределения Ферми существуют интервалы разрешённых и запрещённых значений р_Н (первые отмечены жирными отрезками). Положения этих отрезков зависят от

, поскольку с изменением

меняются расстояния между кривыми. Когда при изменении

периодически попадает в интервал разрешённых значений

, имеет место сильное поглощение звука; в противном случае поглощение мало. Г. к. о. имеют место при условии [1]:

При меньших полях Н Г. к. о. могут иметь место также за счёт переходов с изменением квантового числа га. Г. к. о. могут иметь место и в том случае, если траектории электронов в магн. поле открытые. Однако в этом случае осцилляц. максимумы расширяются, а интервалы между ними сужаются. Уширение осцилляц. максимумов, как правило, происходит и при возрастании интенсивности звука [3-5].

Литература по гигантским квантовым осцилляциям поглощения звука

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.