Слабая локализация. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Слабая локализация - совокупность явлений, обусловленных квантовой интерференцией электронов проводимости в проводниках с металлич. типом проводимости, т. е. обладающих остаточной проводимостью (см. Металлы ).Эффекты С. л. универсальны и проявляются в любых неупорядоченных системах - сильнолегированных полупроводниках, металлич. стёклах (см. Аморфные металлы ),системах с двумерным электронным газом, тонких металлич. плёнках и т. д. При темп-pax, столь низких, что сопротивление проводника определяется рассеянием электронов на случайном потенциале, создаваемом, напр., хаотически расположенными примесями (см. Рассеяние носителей заряда), квантовая интерференция приводит к поправкам к классич. электропроводности. Последнюю рассчитывают на основе кинетического уравнения Больцмана, при выводе к-рого предполагается, что между соударениями электрон движется по классич. траектории и рассеяние на разл. центрах происходит независимо. К С. л. приводит изменение скорости диффузии электронов за счёт интерференции электронных волн, многократно рассеиваемых дефектами кристаллич. решётки.

Происхождение термина «С. л.» объясняется тем, что интерференц. явления можно интерпретировать как предвестник андерсоновского перехода металл - диэлектрик, при к-ром благодаря достаточно сильному беспорядку происходит полная локализация электронных волн (см. Андерсеновская локализация). Вдали от перехода квантовые поправки малы по параметру

, где Я - длина волны электрона, l - длина его свободного пробега. Однако во мн. случаях именно они определяют нетривиальные зависимости проводимости s от магн. поля Н, температуры Т, частоты со перем. полей и размерности d образца.

Квантовые интерференционные поправки. Полное вычисление поправок производится с помощью методов квантовой теории поля. Однако их происхождение и осн. свойства можно понять на основе следующих рассуждений. Рассмотрим проводник, в к-ром

, и предположим, что за время t электрон, испытывая рассеяние на примесях, переходит из точки А в точку В. При этом он может пройти по разным путям (рис.). Согласно общим принципам квантовой механики, вероятность такого процесса W определяется выражением:

Здесь A_i - амплитуда вероятности движения электрона вдоль j-го пути. Первое слагаемое в (1) описывает сумму вероятностей прохождения каждого пути, а второе - интерференцию разных амплитуд. Интерференция большинства амплитуд не даёт вклад в W, т. к. их фазы пропорциональны длине траектории и при суммировании взаимно погашаются. Исключение составляют траектории с самопересечением. Каждой такой траектории можно сопоставить две амплитуды А₁и А₂, отвечающие разл. направлениям обхода замкнутой петли. Эти две амплитуды когерентны друг другу, и поэтому их интерференцией нельзя пренебречь:

Пренебрежение интерференцией отвечает классич. описанию (ур-ние Больцмана), а её учёт приводит к возникновению квантовых поправок.

Влияние квантовых поправок на электропроводность. Относит. величина вклада поправок в проводимость

(она всегда отрицательна) пропорциональна вероятности самопересечения лучевой трубки с сечением

при диффузии за время

полного разрушения когерентности (сбоя фазы) из-за неупругих процессов или из-за рассеяния с переворотом спина. Оценка

, полученная из приведённых рассуждений, по порядку величины совпадает с результатами точного расчёта и определяется выражением:

Здесь

D - коэф. классич. диффузии. Из (2) видно, что

, хотя и мала по параметру

, но определяет сингулярные зависимости проводимости от температуры

или частоты поля (при

, следует заменить на w^-1).

Влияние неупругого рассеяния. Если доминирующим процессом сбоя фазы является неупругсе рассеяние, то

растёт с понижением Т и всё большее число петлеобразных участков траекторий с размерами

даёт вклад в

. При этом абс. величина

увеличивается, а сама проводимость уменьшается согласно (2). Этим, в частности, объясняется появление минимума на температурной зависимости сопротивления металлич. плёнок и вырожденных полупроводников. Рост сопротивления при понижении Т - результат совместного проявления поправок разной природы, возникающих как за счёт эффектов С. л., так и межэлектронного взаимодействия.

Во внеш. магн. поле амплитуды A₁ и А₂ приобретают дополнит. фазовый множитель

, где Ф - поток магн. поля через замкнутую петлю,

- квант магн. потока,

соответствует разл. направлениям обхода петли. В результате у интерферирующих амплитуд возникает разность фаз

. Появление

приводит к разрушению когерентности и уменьшению

, т. е. к увеличению проводимости. Экспериментально это явление наблюдалось в виде отрицат. магнетосопротивления, в слабом магн. поле.

Литература по слабой локализации

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.