Значение слова ферми-жидкость

квантовая жидкость из частиц или квазичастиц с полуцелым спином (жидкий 3Не, электроны проводимости в металлах).

квантовая жидкость из тождественных частиц (или квазичастиц ) с полуцелым спином (фермионов).

Ферми-жидкость — квантовая жидкость , состоящая из фермионов , подверженных определённым физическим условиям, а именно система должна быть при достаточно низкой температуре и обладать трансляционной инвариантностью . Взаимодействие между частицами в многочастичной системе не обязано быть малым . Феноменологическая теория ферми-жидкости, развитая советским физиком Л. Д. Ландау в 1956 году, объясняет, почему некоторые свойства взаимодействующей электронной системы подобны тем же свойствам электронного газа , а другие свойства различаются.

Жидкий He-3 является ферми-жидкостью при низких температурах . Из-за нечётного числа фермионов в атоме, сам атом тоже становится фермионом. Электроны в нормальном металле также представляют собой ферми-жидкость.

Ферми-жидкость качественно аналогична невзаимодействующему ферми-газу в следующем смысле: динамика системы и термодинамика при низкоэнергетических возбуждениях и температурах может быть описана при помощи невзаимодействующих фермионов, так называемых квазичастиц , каждая из которых несёт тот же спин , заряд и импульс , что и нормальная частица. Физически это можно представить в самосогласованной картине, когда окружающие частицы искажают движение частицы и она тоже возмущает движение окружающих частиц. Каждое многочастичное возбуждённое состояние системы описывается перечислением всех занятых состояний в импульсном пространстве, также как и для невзаимодействующей системы. В качестве следствия теплоёмкость ферми-жидкости растёт линейно с температурой, как для ферми-газа.

Однако многие различия стоит отметить:

• Энергия многочастичного состояния не выражается суммой энергий одночастичных возбуждений по всем заполненным состояниям. В самом деле в энергии для данного изменения δn заполненных состояний k сосдержит слагаемые линейные и квадратичные по δn (для ферми-газа бывают только линейные по δnε слагаемые, где ε обозначают энергии для одной частицы). Линейные слагаемые соответствуют перенормированной одночастичной энергии, которая включает, например, изменение эффективной массы квазичастиц. Квадратичные слагаемые соответствуют усреднённому взаимодействию в ферми-жидкости. В то же время это взаимодействие не приводит к рассеянию частиц между различными состояниями с определённым импульсом.

• В дополнение к взаимодействию со средним полем некоторое слабое рассеяние квазичастиц друг на друге остаётся, благодаря слабому взаимодействию между ними, что приводит к конечному времени жизни. Однако для достаточно низкой энергии возбуждения вблизи с поверхностью Ферми время жизни становится таким, что произведение энергии квазичастицы и времени жизни много больше единицы. В этом смысле энергия квазичастицы определяется точно, иначе соотношение неопределённости мешает точно определить энергию.

• Функция Грина и распределение по импульсам квазичастиц аналогично тем же функциям для фермионов в ферми-газе .

Ферми-жидкости свойственны особенные моды распространения высокочастотного звука, которые получили название нулевого звука .

В одномерном случае теория Ферми-жидкости теряет применимость и следует использовать теорию жидкости Латтинжера .