如何通俗地理解 準粒子 的概念,與 粒子 的區別是什麼?

時間 2021-07-12 09:37:30

1樓:qqqqq

很難說準粒子和粒子之間有什麼本質區別。一般來說通常認為基本理論如QED、QCD等場的激發就是基本粒子,而一般凝聚態理論中往往採用的是平均場理論等有效理論,這些理論其實本質上是QED(核子中可能是QCD)的低能有效理論,而這些有效理論的激發就是準粒子。說是準粒子完全是因為描述的理論是低能有效理論不是基本理論,另外準粒子其實是基本粒子的集體行為或者自組織行為的一種體現。

QED、QCD等這些認為基本的理論框架和低能有效場其實都在相同理論框架下,問題是我們現在幾乎可以肯定QED、QCD也是某種基本理論的低能有效理論,「電子、夸克」等這些所謂的基本粒子可能也和準粒子一樣只是某種更基本物質的集體行為,也不是基本的。比如如果弦論被證明是正確的,那麼現在認為的「基本粒子」也是「準粒子」了。

2樓:劉易安

要知道在量子世界中,粒子是既可以表現出波動性,也可以表現出粒子性。

首先舉乙個簡單的例子,我們常常用晶格描述固體,然而晶格往往會在其平衡位置不斷地振動,這種集體振動就會產生波,根據波粒二象性,這種波(格波)可以理解為聲子的傳播。聲子就是準粒子。從這裡就可以看出,準粒子可以簡化對集體運動的描述。

與粒子不同的是,準粒子描述的整個系統的性質,而不是描述系統的單個粒子的行為。準確地來說,準粒子描述的是系統的低能激發。

再舉個簡單的例子,電子在晶格中運動,那麼電子的運動不可避免會受到晶格的影響,如果我們只考慮晶格的振動對電子的影響,根據上面所說的,這裡需要考慮的是電子與聲子的相互作用。由於電-聲子相互作用,會使得晶格產生扭曲,同時也會對電子的行為產生影響,我們可以把這種影響可以想象為電子包裹著一層聲子雲。於是我們就把電子包裹著這一層聲子雲整體稱為一種準粒子,即極化子。

這樣電子在晶格中的運動可以用乙個自由的極化子運動來描述。

如圖,黑色加粗的線是自由電子的能量 ,而極化子用下面的虛線來表示 , 為電子的有效質量,或者稱之為極化子的質量。

當然極化子現象也是很普遍的,比如可以考慮乙個相互作用的玻色系統,這樣的系統由於相互作用會產生Bogoliubov激發,這時如果系統中存在乙個雜質,那麼雜質與Bogoliubov激發耦合,也可以產生類極化子的現象。

當然了,準粒子有很多種型別,但總的來說,就是用來描述低能激發的一種粒子性的影象。

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3樓:左筆一支

一言以蔽之,準粒子是統計力學裡面,將一些物質運動(比如固體振動,比如聲音傳播)進行場化之後,再量子化得到的。

實際上準粒子不是粒子。

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