к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Бозе-газ

Бозе-газ - газ из частиц, подчиняющихся квантовой Бозе статистике. Бозе-газы являются, напр., 4He, атомы к-рого содержат чётное число нуклонов, и газы фотонов (квантов эл--магн. поля) и нек-рых квазичастиц, напр. фононов (элементарных возбуждений кристаллич. решётки).

Если можно пренебречь взаимодействием между частицами, Бозе-газ наз. идеальным. В идеальном Бозе-газе при темп-pax ниже вырождения температуры наступает Бозе - Эйнштейна конденсация, при к-рой макроскопически большое число частиц обладает нулевым импульсом (образует бозе-конденсат).

Для вырожденного слабонеидеального Бозе-газа малые возбуждения вблизи осн. состояния ведут себя как газ квазичастиц, подчиняющихся статистике Бозе, т. е. гамильтониан Бозе-газ можно приближённо представить в виде:

1119911-430.jpg

где 1119911-431.jpg- энергия осн. состояния, 1119911-432.jpg - числа заполнения для квазичастиц с импульсом 1119911-433.jpg и массой т, принимающие значения1119911-434.jpg

1119911-435.jpg

- энергия квазичастиц,

1119911-436.jpg

- фурье-компонента потенциала взаимодействия 1119911-437.jpg , 1119911-438.jpg - число частиц в конденсате, V - объём; для слабонеидеального Бозе-газа 1119911-439.jpg, где N - число частиц. При малых импульсах р спектр в (2) имеет фононный характер, т. е. 1119911-440.jpg, где 1119911-441.jpg - скорость звука в Бозе-газе, 1119911-442.jpg- плотность газа. При больших импульсах ф-ла (2) переходит в спектр идеального газа 1119911-443.jpg . Осн. член под знаком корня в ф-ле (2) пропорционален потенциалу взаимодействия, следовательно этот результат нельзя получить с помощью простой теории возмущений, основанной на разложении по степеням потенциала взаимодействия. Эта трудность была разрешена H. H. Боголюбовым в 1947.

Метод Боголюбова основан на том, что при нулевой температуре в неидеальном Бозе-газе со слабым взаимодействием большая часть частиц N0 находится в "конденсате" с нулевым импульсом, поэтому бозе-операторы 1119911-444.jpg уничтожения и рождения частиц с нулевым импульсом (к-рые удовлетворяют перестановочному соотношению 1119911-445.jpg ) можно считать не операторами, а числами. Гамильтониан неидеального Бозе-газа в представлении вторичного квантования имеет вид:

1119911-446.jpg1119911-447.jpg

где 1119911-448.jpg - операторы рождения и уничтожения бозе-частиц с импульсом р, удовлетворяющие перестановочным соотношениям

1119911-449.jpg

где 1119911-450.jpg-символ Кронекера. Операторы 1119911-451.jpg можно рассматривать как малые величины по сравнению с 1119911-452.jpg, ограничиться в гамильтониане квадратичными членами по 1119911-453.jpg и ввести вместо них новые

бозе-операторы1119911-454.jpg . Тогда гамильтониан принимает вид:

1119911-455.jpg

Этот гамильтониан представляет собой квадратичную форму относительно операторов 1119911-456.jpg и приводится к диагональному виду с помощью Боголюбова канонического преобразования. T. о., для энергии квазичастиц получается ф-ла (2). Анализ этой ф-лы показывает, что модель слабонеидеального Бозе-газа может объяснить свойство сверхтекучести, типичное для квантовых жидкостей, а также образование вихревых нитей.

Удобно ввести эффективный потенциал взаимодействия с той же длиной рассеяния а, но допускающий применение теории возмущений. Тогда в борновском приближении заменяют 1119911-457.jpg величиной 1119911-458.jpg. Условием слабой неидеальности Бозе-газа служит неравенство 1119911-459.jpg

Спектр Бозе-газа малой плотности можно получить также методом Грина функций и методом коллективных переменных . Спектр 1119911-460.jpg квазичастиц Бозе-газа в общем случае можно выразить через структурный фактор 1119911-461.jpg:

1119911-462.jpg

где 1119911-463.jpg - волновой вектор,

1119911-464.jpg

1119911-465.jpg - корреляц. функция плотности. Величину1119911-466.jpg можно получить из экспериментов по рассеянию нейтронов.

Литература по Бозе-газу

  1. Xуанг К., Статистическая механика, пер. с англ., M., 1966;
  2. Лифшиц E. M., Питаевский Л. П., Статистическая физика, ч. 2, M., 1978;
  3. Боголюбов H. H., Избр. труды по статистической физике, M., 1979.

Д. H. Зубарев

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

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.

Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution