谢修华 “固体中的元激发（准粒子）彼此之间可能存在着复杂的相互作用”--就是因为这些作用比较微弱，否则，又得引进新的元激发

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学者谢修华 发表于 2010-6-9 0:14:09
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有关多粒子体系中元激发的思考


有关多粒子体系中元激发的思考

最近阅读一些文献和著作时，我发现与多粒子体系中元激发有关的一些现象或实验是十分有趣的。由此也产生了一些想法和疑问，恰巧自己之前的一篇博文发布之后意外的得到了一些评论，并被推荐到物理圈内，心里十分的高兴，所以这就忍不住把自己的一些想法写出来，发表到博客上，以便能和大家分享或讨论一下。

学物理的人可能有这样的一种感觉或认识，从微观、介观、宏观到宇观；从量子场论、量子力学、经典力学到相对论等等。物理学科内有着丰富多样的学科语言，而用恰当的语言去描述分析特定的研究对象往往显得更加便捷也更易形成清晰的物理图景。

例如，多个的个体原子、分子在主要通过电磁相互作用的情况下，形成了彼此之间有着很强相互作用的一个复杂的多体系统。而这个多体系统，比如晶体，如果单纯的还用量子力学或经典力学的常用语言去描述和分析就显得有些复杂了，这时就形成了如能带、空穴、激子、自旋波、声子等一系列的新的语言。新的语言的提出和使用往往使人的思维水平上升了一个台阶。而这其中提到的激子、声子、自旋波等等都属于元激发。元激发，有时也称为准粒子，是运用二次量子化的手段，在处理系统从基态向低激发态的转变时而引入的概念。

在凝聚态体系中，费米球和玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）是两个非常有趣现象。服从费米-狄拉克统计的费米子因为要满足泡利不相容原理，所以在k空间中从低能级依次向高能级排布，最高能级状态会形成一个费米面，在自由电子近似下，这个费米面是一个球面。而对费米面附近电子的行为的研究，有助于理解电导率的物理本质，进一步，也对超导的现象有一定的理想，比如BCS理论。

BEC是非常有趣的现象，其展现了宏观的量子现象。服从玻色-爱因斯坦统计的玻色子在一定的温度下由于可以在同一个基态占据无数全同的粒子，进而形成一个凝聚体的现象，这使得实物粒子的物质波波长增长，从而形成了所谓的原子激光。

在半导体中很多的元激发（准粒子）也服从玻色-爱因斯坦分布，在一定的条件下也可以得到相应的BEC。比如，激子和光子相互耦合而产生的所谓的“polariton”在满足一定的条件下，也可以实现BEC。

这里就有一个问题，固体中的元激发（准粒子）彼此之间可能存在着复杂的相互作用，那么这和当年玻色和爱因斯坦所预言的由于粒子的全同性而服从的统计规律所产生的凝聚现象是否是同源的呢。

以上是个人在看文献和书时所产生的一些粗浅认识和看法。发表在博客上和大家分享一下。

本文引用地址：http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=333598
* 本文仅代表博主个人观点，与科学网无关。


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[3] 标题：
发表评论人：[游客]游客 [2010-8-10 20:55:19] ip:159.226.165.*
我也很有这方面的考虑，期待之后的文章

[2] 标题：
发表评论人：[游客]游客 [2010-7-30 20:58:27] ip:159.226.165.*
很好的思考，有趣

[1] 标题：
发表评论人：tdcao [2010-6-9 7:03:39]
“固体中的元激发（准粒子）彼此之间可能存在着复杂的相互作用”--就是因为这些作用比较微弱，否则，又得引进新的元激发。
博主回复：谢谢你，受教了。那么可否这么认为，因为相互作用比较微弱，所以可以近似看成彼此独立的全同粒子，进而有可能实现BEC。

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