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  

Квантовая диффузия

Квантовая диффузия - диффузия частиц или точечных дефектов (вакансий, примесных и междоузельных атомов) в твёрдых телах, обусловленная подбарьерными когерентными туннельными переходами. Обычная диффузия точечных дефектов происходит в результате надбарьерных термоактивац. переходов через потенц. барьеры, разделяющие равновесные положения частиц или дефектов в кристаллич. решётке; при этом коэф. диффузии экспоненциально убывает с понижением температуры Т и подчиняется закону Аррениуса. В случае К. д. экспоненциальные температурные множители отсутствуют и могут возникнуть степенные температурные зависимости коэф. К. д. DKB. К. д. наблюдается в квантовых кристаллах. Квазиклассич. вероятность подбарьерного туннелирования (см. Туннельный эффект) w~ехр(-1/L). Показатель экспоненты определяется отношением амплитуды нулевых колебаний а0 частиц к межатомному расстоянию а : L ~ (h/а) (Em)-1/2~а20/а2 - т. н. параметр Де Бура, E - энергия частиц массы m. Скорость туннелирования частиц v ~ wh/ma, туннельная частота w0 = wh/та2. Заметная вероятность туннелирования точечных дефектов, приводящая к большой величине DKB, означает квантовую делокализацию точечных дефектов в квантовых кристаллах. Эти делокализованные дефекты (вакансион, дефектон, примесон) по своим свойствам аналогичны др. квазичастицам в твёрдых телах, причём для них ширина энергетич. зоны D~hw0~wh/ma2. Коэф. DKB ~ vl ~ (Da/h)l дефектонов определяется длиной их свободного пробега l, к-рая ограничена либо их столкновениями с др. квазичастицами или структурными дефектами кристалла, либо взаимодействием дефектонов друг с другом. При рассеянии на фононах могут наблюдаться аномальные температурные зависимости DKB: напр., при понижении Т величина DKB может даже возрастать ~ Т-9. Др. особенность К. д., связанная с малой величиной D,- высокая чувствительность к степени однородности кристалла, внеш. сила F приводит к локализации дефектона на размерах порядка D/F. Т. к. точечные дефекты - источники медленно спадающих с ростом расстояния внутр. напряжений, то даже при сравнительно малой концентрации узкозонных дефектонов взаимодействие между ними приводит к "запиранию" К. д. К. д. наблюдается для лёгких примесных частиц (атомов Н или мюонов) в металлах, а также для разл. точечных дефектов в гелии твёрдом (вакансий, изотопич. примесей, перегибов на дислокациях, дефектов поверхности). В последнем случае К. д. существенна для объяснения кристаллизационных волн. Для нек-рых точечных дефектов К. д. происходит только вдоль определ. осей или плоскостей кристалла, а диффузия вдоль остальных направлений является чисто классической. К. д. приводит также к особенностям внутр. трения в квантовых кристаллах. Наиб. подробно К. д. изучена для примеси 3Не в кристаллах 4Не. Обнаружены возрастание Dкв с понижением Т, не зависящий от температуры режим (Dкв задаётся только концентрацией 3Не), режим "запирания" К. д. (примесоны 3Не локализованы вследствие сильного в масштабах D взаимодействия).

Литература по квантовой диффузии

  1. Андреев А. Ф., Диффузия в квантовых кристаллах, "УФН", 1976, т. 118, с. 251;
  2. Веркин Б. И., Квантовые кристаллы и квантовая диффузия, "Природа", 1978, № 12;
  3. Andreev A. F., Defects and surface phenomena in quantum crystals, в кн.: Quantum theory of solids, ed. by I. M. Lifshits, Moscow, 1982, p. 11.

A. Э. Мейерович

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

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution