朗道费米液体理论 描写相互作用费米子多粒子体系的元激发（准粒子）行为和体系所相应物性研究的一种唯象理论。类似于固体中的元激发，郎道将正常费米液体中的粒子与其周围相互作用一同运动的近邻粒子，即“屏蔽云”一起组成准粒子，而将液体视作准粒子的集合体，并与无互作用自由费米气体系统能级相对应，缓慢加上粒子间的互作用，在假设每一个能级保持动量不变下对每个能级进行修正，直至全部相互作用引入后相应地给出准粒子系统的能级和费米面，此时准粒子的色散关系不同于理想费米气体系统的色散关系（能量和动量间的函数关系），且准粒子的能量ε与准粒子的分布n有关，是一种泛函关系。在足够低的温度T下，`kT\lt\lt\mu_0`，可有ε≈μ0，k和μ0分别是玻尔兹曼常数和T=0K时的化学势，即费米能

中子散射打造“费米液体”全新密度波

加入时间：2012-03-30 来源：

科学家们使用中子散射，首次对二维费米液体进行了研究，结果发现了一类新的波长非常短的密度波（高温超导性就源于这类密度波动）。科学家们认为，电子等费米液体可能也存在同样的现象，因此，最新发现有望推动高温超导理论的发展，也有助于科学家们理解金属和中子星的成分。研究发表在3月28日出版的《自然》杂志上。 　　费米液体由相互作用力很强的费米粒子（包括夸克子、电子、质子和中子等）组成。费米子广泛存在于原子核、金属、半导体和中子星内。费米液体也是科学家们用来建模并解释原子甚至亚原子粒子之间复杂的相互作用（这类互作用受到名为“量子多体物理学”的量子力学的支配）的两类量子液体之一。 　　费米子也满足泡利不相容原理，即两个以上的费米子不能出现在相同的量子态中，这就使得费米子系统相当复杂。因此，尽管另一类由胶子、光子等玻色子组成的量子液体的物理学基础已被科学家破解，但费米液体一直是个未解之谜。 　　在最新研究中，来自法国国家科学研究院（CNRS）、芬兰阿尔托大学、美国橡树岭国家实验室、纽约州立大学布法罗分校和奥地利约翰开普勒林茨大学的科学家们通过中子散射，首次对一份费米液体中波长非常短的元激发进行了直接观察。在研究中，中子被集中在一层原子厚的氦-3上，在地球上，氦-3比氦-4（用于氢气球和宇宙飞船中）少见，其在接近绝对零度时的行为就像费米液体。 　　使用这种散射技术，科学家们观察到了高频率的、波长非常短的密度波——零声波振荡。科学家们认为，在费米氦液体中发现这些振荡非常有意思，因为如果能在由电子组成的费米液体中观察到这类高频密度振动，这将有望让高温超导领域大大受益。 　　该研究团队接下来打算对该费米子氦系统的属性进行调查，随后再对电子液体进行调查。 　　该研究的领导者、法国国家科学研究院凝聚态物理学专家亨利·郭德弗瑞表示：“如果费米子电子系统也拥有同样的属性，这会让研究电子系统的科学家深感兴奋，而且，我们的最新发现也表明，电子液体有可能拥有同样的属性。这是量子液体领域的一个重大发现，会对量子多体物理学产生重要的影响，尤其有助于科学家们理解金属和中子星的成分。” 　　延伸阅读： 　　朗道费米液体理论（LandautheoryofFermiliquid） 　　它是描写相互作用费米子多粒子体系的元激发（准粒子）行为和体系所相应物性研究的一种唯象理论。类似于固体中的元激发，郎道将正常费米液体中的粒子与其周围相互作用一同运动的近邻粒子，即“屏蔽云”一起组成准粒子，而将液体视作准粒子的集合体，并与无互作用自由费米气体系统能级相对应，缓慢加上粒子间的互作用，在假设每一个能级保持动量不变下对每个能级进行修正，直至全部相互作用引入后相应地给出准粒子系统的能级和费米面，此时准粒子的色散关系不同于理想费米气体系统的色散关系（能量和动量间的函数关系），且准粒子的能量ε与准粒子的分布n有关，是一种泛函关系。在足够低的温度T下，`kT\lt\lt\mu_0`，可有ε≈μ0，k和μ0分别是玻尔兹曼常数和T=0K时的化学势，即费米能。