Нулевые колебания в твёрдом теле - квантовомеханич. движение частиц твёрдого тела при Т = 0 К. При
классич. описании динамики твёрдого тела в основном состоянии
(Т =
0 К) все частицы (атомы, ионы), из к-рых оно состоит, покоятся в точках,
соответствующих устойчивому равновесию. В кристалле это точно локализованные
атомы на узлах кристаллич. решётки (в минимумах потенциальной энергии).
При квантовомеханич. описании финитному движению частицы в потенц. яме
отвечают дискретные уровни энергии. Напр., при движении частицы в
одномерной потенц. яме U(x)это
... (рис.), причем основное состояние определяется энергией
расположенной выше 0. Частота Н. к. равна
амплитуда определяется областью локализации - расстоянием х= АВ.
В большинстве случаев движение атомов
в кристалле можно рассматривать как совокупность независимых гармонич.
колебании (мод) с разными частотами
В квантовой теории каждой моде соответствует осциллятор ,уровни
энергии к-рого
Здесь
индекс i нумерует разл. моды, ni - целые числа
- номера возбуждённых состояний осцилляторов. При этом энергия Н. к. для
каждой моды соответствует значениям ni = 0, а суммарная
энергия Н. к. системы
Влияние
Н. к. на свойства системы при низких темп-pax особенно существенно, когда
амплитуда Н. к. велика. Так, для Не амплитуда Н. к. сравнима с расстоянием
между частицами, что определяет отсутствие кристаллизации (при нормальном
давлении) даже при Т = 0 К (см. Гелий жидкий, Квантовая жидкость)и
особенности крпсталлич. фазы при высоких давлениях (см. Гелий твёрдый,
Квантовый кристалл). Для атомов поляризованного по спинам атомарного
водорода большая амплитуда Н. к. приводит, по-видимому, к возможности существования
газовой фазы при Т = 0 К (см. Квантовый газ).
Н. к. влияют на значение параметра порядка
системы в основном состоянии и иногда полностью определяют структуру дальнего
порядка в низкотемпературных фазах (см. Дальний и ближний порядок ).Для
низкоразмерных систем, особенно для одномерных, Н. к. могут вообще разрушить
дальний порядок при низких темп-pax (см. Квазиодномерные соединения). При
конечных темп-pax роль Н. к. определяется из сравнения амплитуды Н. к.
с амплитудой тепловых колебаний в системе.
Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в
FAQ по эфирной физике.
