Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

18.11.2001
18:44

Теорфизика для малышей – 1: о том, что такое конденсированные среды и как теоретическая физика справляется с ними

    В природе есть много таких систем, которые физики называют конденсированными средами. Типичная конденсированная среда — это когда есть очень много частиц, и при этом каждая частица "живет" не своей отдельной жизнью и даже не в паре с соседом, а в "мире и согласии" с целым набором ближайших соседей.

    Школьные примеры конденсированных сред: твердое тело (например, кристалл) и жидкости. Более экзотические среды: электронная и другие квантовые жидкости, сверхтекучий гелий, жидкие кристаллы, разнообразные дисперсные системы (гели, пасты, эмульсии, суспензии), нейтронная материя, кварк-глюонная плазма. Ну и наконец, толпа людей в состоянии паники, плотный поток автомашин на дорогах, и та сложная компьютерная сеть, которую мы называем интернетом — это все тоже примеры конденсированных сред.

    Почему физика конденсированных сред — такая интересная и активная область исследований? Дело в том, что из-за того, что движение каждой отдельной частицы в конденсированной среде сильно скоррелировано с движением многих соседей; уравнения, описывающие движение частиц, сильно "переплетены" между собой. У вас не получится, например, решить сначала уравнение движения первой частицы, потом второй и т.д. Решать надо сразу все уравнения движения, для миллиардов, квинтиллионов и т.д. отдельных частиц. Такие системы уравнений не то, чтобы решить, а даже представить себе непросто.

    Такая ситуация нагоняет уныние, не правда ли? Но теорфизики — народ изобратательный, и потихоньку они научились описывать такие неообразимо сложные на первый взгляд системы. (На самом деле, по моему мнению, осознание этого тупика и попытки выйти из него и являются моментом рождения настоящей теоретической физики; но об этом я напишу как-нибудь позже.)

    Самый известный пример того, как решить сразу триллионы уравнений, это история с фононами. Представьте себе, что есть у нас кристалл. Каждый атом в нем чувствует несколько ближайших соседей, причем чувствует очень и очень сильно. Один атом сам по себе колебаться не может, он обязательно потянет за собой своих соседей. В результате, "поколыхав" отдельную частицу, мы тут же вовлекаем в движение и ее непосредственных соседей, так что через некоторое время все вещество, все частицы придут в движение.

    А давайте взглянем совсем по-другому на то, из чего состоит кристалл, как он живет. Колебания отдельных атомов — это какой-то не очень удобный способ говорить о жизни кристаллов. А вот если говорить об определенных согласованных колебаниях всех частиц сразу — фононах — когда движение всей кристаллической решетки напонимает бегущую синусоидальную волну, то все становится поразительно просто. Отдельные фононы, оказывается, живут независимой жизнью: они могут "бегать" по кристаллу долгое время, проходить друг сквозь друга. И значит, уравнения, описывающие каждый отдельный фонон, решаются независимо и потому — влет.

    Конечно, это все справедливо для идеального кристалла, когда решетка строго периодическая, когда нет дефектов, когда границы кристалла не влияют на его внутреннюю жизнь, и наконец, когда колебания можно считать линейными (что влечет за собой невзаимодействие фононов). Реальные кристаллы не такие, и потому описанные выше свойства для него выполняются не строго, а лишь приближенно. Но и это бывает вполне достаточно, чтобы объяснить многие явления, происходящие в кристалле.

    Безусловно, можно возразить, что, мол, в реальности-то у нас есть колебания атомов, а никакие не фононы. Но, скажем, при описании термодинамических свойств кристалла проще всего его воспринимать именно как газ фононов. И мне, честно говоря, неизвестно, можно ли построить всю статфизику кристалла, ни разу не обращаясь к концепции фононов.

    На самом деле, переход от отдельных атомов к фононам, есть ничто иное, как преобразование Фурье от координат к (квази)импульсам. Просто оказывается, что в импульсном представлении кристалл выглядит намного проще, чем в координатном.

    Жизнь кристалла, конечно, не сводится к одним только колебаниям кристаллической решетки. Поэтому описанные здесь фононы — это лишь самая простая из целого семейства квазичастиц, населяющих твердое тело.

    Игорь Иванов

Выскажите свое мнение на:

18.11.2001
15:39

Деформации коры в районе Коринфского залива

18.11.2001
15:35

Гравитационные линзы помогают искать первичные галактики

18.11.2001
11:43

Вячеслав Пьецух в "Русском переплете"

18.11.2001
10:50

Над Тихим океаном наблюдали "звездный дождь"

18.11.2001
00:28

Очередная тройка потенциально опасных планет

18.11.2001
00:27

Пик солнечной активности миновал, но успокаиваться не стоит

18.11.2001
00:25

Предложен проект нового научно-исследовательского спутника

18.11.2001
00:24

Подписан договор

18.11.2001
00:23

"Моторола" обвиняется в мошенничестве

18.11.2001
00:22

Вулканы на Марсе

18.11.2001
00:20

Космичексий календарь. 18 ноября

17.11.2001
18:06

1 ноября состоится пресс-конференция, на которой будет представлен интернет-ресурс Kultura-portal.ru - совместный проект газеты "Культура" и компании ИнтернетМедиа Холдинг

17.11.2001
14:39

Наталья Кулакова в "Русском переплете"

17.11.2001
13:58

"Литератор, который останавливается на полдороге, лишь свидетельствуя о мерзком факте, сам становится соучастником преступления, чтобы там ни говорилось о свободе творчества." - новое в обозрении "Золотые прииски" Юлия Андреева

17.11.2001
11:50

Подтверждена дата старта "Индевера"

17.11.2001
11:48

В Куру ракету вывезли на старт

17.11.2001
11:46

Дальнейшие планы пусков новой японской РН

17.11.2001
11:45

Умер Максвелл Хюнтер

17.11.2001
11:43

Чувствительность телескопа возрастет в 3 раза

<< 2011|2012|2013|2014|2015|2016|2017|2018|2019|2020 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList