Баллистические фононы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Баллистические фононы - неравновесные акустич. фононы ,распространяющиеся в кристалле без рассеяния. Баллистич. распространение нарушается рассеянием на статич. дефектах кристаллич. решётки и свободных носителях заряда, а также фонон-фононным рассеянием. Сечения этих процессов растут с ростом частоты w фонона, поэтому баллистич. распространение имеет место только для фононов достаточно низких частот в совершенных кристаллах диэлектриков и полупроводников при достаточно низкой температуре T образца. При типичных расстояниях между излучателем и приёмником R=0,1-1 см Б.ф. с

Гц можно наблюдать при

К.

Обычный источник баллистических фононов - металлич. плёнка (толщиной

и площадью

0,1 мм²), напыленная на одну из граней образца и нагреваемая до температуры

импульсом тока или лазерного излучения (длительностью

0,1 мкс). Плёнка инжектирует в кристалл фононы с широким спектром частот, соответствующим Планка закону излучения с температурой

; угловое распределение инжектир. фононов близко к изотропному. Простейшим детектором фононов служит болометр - плёнка примерно таких же размеров, как излучатель, напыленная на др. грань образца; отклик болометра обусловлен изменением его сопротивления при нагреве за счёт поглощения фононов.

Измеряя времена прихода, можно получить информацию о законе дисперсии

фононов в диапазоне 10¹¹- 10¹² Гц, к-рый недоступен для УЗ-методов (ограниченных частотами [10 ГГц) и в к-ром нейтронные измерения (см. Неупругое рассеяние нейтронов)имеют малую точность из-за малой передачи импульса при рассеянии. Высота баллистич. пика пропорц.

, где l - длина свободного пробега фонона. По высоте пика можно судить об интенсивности рассеяния фононов каждой поляризации при фиксированном направлении q (т. к. l усреднена только по ). С помощью сверхпроводящего детектора, регистрирующего только фононы, поглощение к-рых. приводит к разрыву куперовских пар (т. е. с

), где

- энергетич. щель сверхпроводника), можно измерить

только при

, т. е. разделить фононы по частоте.

Анизотропия существенно усложняет картину баллистич. распространения. Из рис. видно, что даже в наиб. симметрич. направлении [001] распространяются не только фононы с

[001], но и медленные ST фононы [от англ. slow, для к-рых q лежит в плоскости (011)]. Такие же ST фононы есть в плоскости (001)

Сечение многолистной поверхности

плоскостью (011) в кубическом кристалле. Видна изолированная поверхность, соответствующая L фононам, и 2 взаимно пересекающиеся поверхности, отвечающие T фононам. На них раздельно помечены листы, соответствующие фононам малой (ST) и большой (FT)фазовым скоростям

. С учётом симметрии, т. о., оказывается, что

[001] в 10 точках q: в 1 точке на листе L, в 1 точке касания листов FT (от англ. Fast - быстрый) и ST и в 8 точках на листе ST. Среди этих групповых скоростей 4 разные, так что если

[001], то детектор должен зафиксировать 4 импульса - 1 продольный и 3 близких по времени прихода поперечных. Если быстрые FT фононы, инжектированные точечным излучателем, распределены по направлениям q изотропно, то их скорости

группируются около направлений [001] и [011], а около направлений [111] есть области телесных углов, внутрь к-рых групповые скорости вообще не попадают. Это значит, что поток энергии FT фононов будет концентрирован вдоль [001] и [011] (фононная фокусировка) и будет равен О в конусах с осями

[111] (внутр. коническая рефракция).

Литература по баллистическим фононам

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.