什麼是凝聚態物理?

時間 2021-05-06 12:58:36

1樓:側耳傾聽

仰觀宇宙是為道

細查空無終入佛

人間最愛凝聚態

一會乙個元激發

對於天體物理學,研究物件巨集大,大的讓人們感覺塵世的渺小,到最後心態和道家差不多。

對於粒子物理學,人們總是尋找各種基本粒子,在量子尺度上,粒子就不是粒子,而也是一種波。到最後根本不知道,那些東西還是不是一種常規的存在,會不會萬物皆空的感悟,如果是,是不是就是和佛家差不多。

凝聚態呀,像紅塵,介於佛道之間,因為凝聚態的研究物件是各種相互作用產生的元激發,像聲子呀,激子,極化激元等。研究研究,還挺有滋味。人間也是這樣,大量的人聚集在一起,有了道德,有了法律,有了角色,賦予了生活的意義。

如果不看破紅塵,活的還有滋有味的。

自己的一點小感悟

2樓:文小剛

什麼是凝聚態物理學家?

mod=viewthread&tid=74凝聚態物理是乙個關於波的起源,尋找設計各種「寶石」的學問。

3樓:秋風

什麼是凝聚態?凝聚態指的是由大量粒子組成,並且粒子間有很強相互作用的系統,自然界中存在著各種各樣的凝聚態物質,固態和液態是最常見的凝聚態。低溫下的超流態,超導態,玻色-愛因斯坦凝聚態,磁介質中的鐵磁態、反鐵磁態等,也都是凝聚態。

4樓:

P. M. Chaikin, T.

C. Lubensky, Principles of Condensed Matter Physics, Cambridge University Press, 1995

嘗試翻譯一下前言的第一部分(括號斜體內容為作者個人理解):

從人類第一次使用工具以來,人們對凝聚態(液態或者固態)的物質的利用或理解,伴隨著文明和科技的進步而不斷進步著。其重要性可從如下例子看出:歷史時期是按人類廣泛使用的材料類別而劃分的--石器時代,青銅時代,鐵器時代等等。

雖然人類認識到凝聚態物質的重要性已經有悠久的歷史,但人們對凝聚態物質的正經研究,是在牛頓帶來的科學革命的不久之後。至十九世紀末,人們已經建立了理解物質的巨集觀性質的堅實基礎。熱力學、水力學和彈性力學,為氣體、液體和固體的靜態和動態性質,提供了可靠而全面的描述。

這種描述一直到分子尺度,至今都是有效的。

在二十世紀上半葉,新的思想和新的實驗手段面世了,前者主要是量子力學,後者包括散射和光譜。上述研究原子尺度的理論與實驗方法的開發,為研究人員從微觀理解凝聚態物質的性質開啟了一扇新的大門。固體的量子性質的研究始於一百年前,2023年代,直至今日盛行不衰。

這也是傳統「固體物理」的研究內容。這方面的研究包括電子能帶論,超導理論(2023年諾貝爾獎得主Tony Leggett認為,高溫超導至今尚無理論)和量子霍爾效應。電子的多體強關聯和相變理論至今仍然尚未完全理解透徹。

二十世紀的後半葉,從凝聚態物質的研究中又湧現了新的研究正規化,這些新正規化也深刻的影響了物理學的其他分支。(我的研究粒子物理的同事告訴我,重整化群理論就是始於統計物理對相變的研究,然後2023年代被用於量子場論的研究的。)

5樓:

傳統凝聚態有兩個主題:乙個是基於朗道費公尺液體理論的,以平均場近似和微擾論為主要方法的能帶理論,乙個是基於朗道二級相變理論,通過群論分類不同對稱性的相,歸結為不同的序參量,研究相變,對稱破缺,臨界現象,後來重整化群的引入進一步完善了這個paradigm(正規化)。

80年代的兩個重要發現引發了paradigm shift:乙個是高溫超導的發現,預示了強關聯電子系統中beyond Fermi Liquid新物理,而二維系統中超流,超導的KT相變(拓撲相變)則揭示了有限溫相變之外的第三類相變,促使人們開始關注拓撲物相,另乙個是量子霍爾效應家族,尤其是分數量子霍爾效應的發現,以及量子自旋霍爾效應(拓撲絕緣體)作為拓撲相的範例,闡明了不同於通常的對角或非對角長程式參量,拓撲相需要用拓撲序來刻畫,對拓撲相的分類,可能需要用到Group Cohomology

參考自文小剛《多體系統的量子理論》

6樓:項海波

從研究物件來說,CMP包括固體液體氣體等離子體多體少體,直至最終不知什麼「體」,直白地說,CMP研究的就是物質到底能有多少「體」——即物質的相;從而,「相變」或「量子相變」,也就成了CMP最為關心的事情之一;

從研究工具來說,量子力學、量子統計,以及「凝聚態中的量子場論」,是CMP研究的主要工具;近些年來,也有人把廣相這個看起來似乎與CMP不搭竿的工具用在的CMP之中;

從研究目的來說,CMP就是要盡可能多的發掘不同的物態、物性,並找出實現不出的物態、物質的具體方法,從而使人們對材料的改造與利用能力達到越來越牛的地步;

從研究產出來說,CMP中得出的波哥留波夫變換、對稱性破缺、以及重整化群理論、拓撲序、有效場論等等,已經惠及整個物理學、甚至在很多其它科學領域中得到的應用;

從研究方法來說,當然,CMP可以分為實驗、理論與計算三個互有區別卻又緊密相關、互相支撐促進的三大塊;

從研究力量來說,CMP在全世界,都是物理研究中從業人員最多的領域。

7樓:學半

以量子吸引相互作用出現為初始條件的物質動態(過程)的理論科學,叫做凝聚態物理學(凝聚態物理)。

這個問題要從最簡單的幾何概念說起。

譬如,乙個最簡單的絕對孤立的物質系統的幾何學表示——「一尺」。以此說明物質系統的各種運動形式。

運動是物質的存在方式。換言之,動者是物,物是動者。無論何時何地,都沒有也不可能有絕對不動的物。

「一尺」的整體運動,叫做絕對運動。譬如「一尺」在虛空中轉過來又轉過去,這個過程沒有靜止。先按下不說。

說另一方面,說整個「一尺」內部的各種運動——相對性運動。各種運動需要逐一地說明。

絕對孤立的「一尺」內部的運動,首先只能是相對性的耗散排斥,其幾何形式表現首先只能是幾何分形及其張量態。耗散過程之終,物質的最小成分稱為量子。

以量子之間的吸引相互作用出現為條件,「一尺」內部的運動形式轉變為量子凝聚形式運動。

所以,以量子吸引相互作用出現為初始條件的物質動態(過程)的理論科學,叫做凝聚態物理學(凝聚態物理)。

陳江:何謂物理學?

8樓:Lee

凝聚態是指固態和液態,顧名思義,凝聚態物理即固體和液體物理。

凝聚態物理是用物理學儀器和方法研究固體物質的一門科學,和材料科學、化學都有交叉,可以算是一門邊緣科學。以前叫固體物理,但後來發現對於很多物質而言,固態和液態並沒有乙個明確界線,所以就不作區別,統稱為凝聚態。

凝聚態物理由於研究物件是複雜的物質體系,所以並沒有乙個精確的理論作為指導,以實驗研究方法為主。這和深度學習比較相像。

9樓:

由大量粒子組成,並且粒子間有很強相互作用的系統,包括(固態、液態、低溫下的超流態,超導態,玻色- 愛因斯坦凝聚態,磁介質中的鐵磁態,反鐵磁態等)

研究領域包括固體物理、晶體物理、金屬物理、半導體物理、電介質物理、磁學、固體光學性質、低溫物理與超導電性、高壓物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低維物理(包括薄膜物理、表面與介面物理和高分子物理)、液體物理、微結構物理(包括介觀物理與原子簇)、缺陷與相變物理、奈米材料和準晶等

CMP專注於從強相互作用成分的聚集中產生的新特性和現象,理論的目標是理解從相對簡單的成分(電子和原子核)和規則(非相對論量子力學,統計力學和麥克斯韋方程)中產生的豐富現象,核心是必須理解如何處理許多(超過三個)相互作用粒子的系統,精確計算變得不切實際。多體效應的出現導致對稱性破壞相變為磁,電荷或超導有序狀態。這些是電子相關的結果 - 當每個電子對周圍環境的觀點受到其他電子的影響時。

理解和能夠操縱這些現象是凝聚態物理學家面臨的挑戰。CMP關注真實材料的屬性

中心研究領域包括量子糾纏,量子自旋霍爾效應,拓撲絕緣體,量子自旋電子學,銅酸鹽和pnictide超導體,超流體

……簡單的理解……

10樓:

說凝聚態物理是固體物理的不要誤導人好嗎?

雖然說固體物理是凝聚態的主流,但是軟物質理論上也是凝聚態物理裡面的。

美國大多數學校物理系也是把soft matter稱為soft condensed matter然後算入凝聚態領域,比如NYU的做法。

歐洲這邊可能風格有點不同,更多的是把soft matter細分到statistical physics/biophysics/chemical physics等學課裡面去。

但是嚴格來說凝聚態肯定是應該包含軟凝聚態的。只是現在軟凝聚態缺乏像固體物理這麼成熟/一致的處理方法,所以很多時候顯得更接近其他方向,或者單獨為乙個學課。

凝聚態物理 盛宴已過 了嗎?

M.brilliant 引用楊振寧院士在國科大演講時提到的 分割線盛宴已過的可能是高能物理,但是這麼說也許會引起高能物理研究者不適。而對於凝聚態物理,不僅不是盛宴已過,反而可以說是乙個方興未艾的領域,這個領域面向的研究物件不是高能物理學者追求的基本粒子,而是乙個個實際的材料體系。這個領域的研究成果裡...

波色 愛因斯坦凝聚態和費公尺凝聚態與超導什麼關係?

對於費公尺系統凝聚 例如超導,He3超流,以及某些冷原子系統 來說,BCS和BEC只是兩個極限情況。兩者破壞的都是U 1 symmetry。費公尺系統凝聚一般來說存在兩個能標 或者說溫度 乙個是兩個費公尺子配對,形成Cooper pair,或者說是乙個bound state,我們管這個溫度叫Tb。另...

為什麼凝聚態物理可以認為是高能物理,而高能物理是低能物理?

凝聚態物理的定義決定了它的截斷能標必然被理論所包含,如果能量過高它就不是凝聚態了。而高能物理很明顯不受物態限制,導致它的理論相比它的目的能量處於一種笨拙的低階狀態。不過換一種思路來看,高能物理代表著人類高貴的野心,因為人類能夠持續感知的世界裡不會存在高能標粒子 而凝聚態則是 得過且過 地研究來獲得理...