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黄秀清错在哪里?
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这么多人给老黄推荐,编辑还给他加精,说明大家对老黄的“创新”抱着巨大的期望。可是,老黄的论文从08年开始写就,到今天也发不出去,难道都是评委错了? 嗨,内行们就是不愿意给老黄指引一条明路,让他一个人在黑暗中乱撞,还自鸣得意要把BCS和量子力学一起干掉。他的精神固然可嘉可敬,但是,错误得太久会伤人的。
我觉得,老黄的错误集中在他对库伯对的理解上。早有人告诉他,库伯对是动量空间的,不是坐标空间的,可他偏就不信。他一定要把库伯对理解为舞台上一男一女跳舞。
我给老黄画两个图,普通金属和超导在动量空间的能带图:
虽说是动量空间,可是一点也不奇怪,因为图中抛物线近似为自由电子的牛顿力学动能,它与动量的平方成正比。左边金属的费米能以下,电子占据了所有的正负动量(波矢k的\hbar倍),有正方向的动量,也有反方向的动量。我用虚线把一对对动量相反的电子框起来。每一对红箭头,就表示两个动量相反的电子,你说它们是一对也好,不是一对也好,反正它们的动量相反,如此而已。这就像你此刻向右走,而西班牙一个女郎正好向左走,你们算不算一对你自己看着办。现在看右边超导里面的情况。情况跟金属几乎一样,只有一点点不同。一对正反动量的电子之间有一点点吸引力(势能为负),它们的总能量比在金属里面低了一点,所以,能量都向下移了一点。这样的状态在能量上更低,比左边金属的状态更稳定。这就是超导态。于是,费米面就空出来了,没电子了。费米面与最上面的电子对之间就有了间隙,叫能隙。这时每一对正负动量的电子就形成了库伯对(当然,还有些细节,比如一个库伯对是在配对和不配对之间晃动的)。可见,库伯对和金属里面的正负动量电子对其实是一一对应的。如果你还不能接受库伯对的配对,你就想想金属里面那一对正负动量的电子。它们也是一对,只不过两者之间没吸引。
但是,必须注意的是,任何一个k 都是大量电子的集体贡献,而不是一个电子。事实上任何一个电子都在跟别的电子和晶格频繁碰撞,它的动量瞬息万变。我们说一对动量相反的电子,其实是一个巨大的暗语。这一对电子并不是指坐标空间的两个真实的电子,而是大量电子的集体运动产生的粒子数为2的动量相反的电子组合。所以,动量空间的一对电子跟坐标空间一对电子一点关系也没有。特别是,根据测不准关系,动量确定的一对电子,坐标是完全不确定的。因而坐标空间的库伯对是一个很无聊的话题。
不知黄老是不是接受我这个解释。我担心他听明白了要跳楼,多年的心血化为灰烬。
后记:老黄还是不接受这个库伯对。我看他就是伤在这个“配”字上,要配就到实空间来配,他就看不惯电子偷偷摸摸在动量空间搞不正当关系,而他自己却没法进入这个动量空间,所以就分外眼红。呵呵呵,我看不如给库伯对改个名字,叫库伯dui如何? 不再说配对了,老黄没意见了吧?
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- [32]罗教明
- 对不起误解了,
我希望我们见面的机会越晚越好,见过我的桂起权、曹天予、吕铭方等都被我同化了,不支持我说不过去,支持又令他们为难,我不想让朋友处于两难境地。 - 博主回复(2012-6-7 08:58):呵呵,赞赏。
- [31]罗教明
- 好吧,握个手,说一声再见,但我还是劝您一下,对付秀清,讨论归讨论,但下手不要太狠,山不转水转,说不定那天大家可能像兄弟一样会在一张桌上喝酒呢。
- 博主回复(2012-6-7 00:39):大家都是玩,何必当真呢。
- 博主回复(2012-6-6 23:53):这个完全可以。我对他一直很客气啊,没有下手狠这回事。你我有机会见面,也可以好好聊聊。
- [30]罗教明
- 我认为学术对决,即使您内心对对手十分藐视,表面上也要做到尊重对手,对手输了也会心服口服,李教授您说是不是这个理啊?
- 博主回复(2012-6-6 23:12):我绝对尊重你,我只是觉得对付不了你,所以自觉打住。
- [29]罗教明
- 这种回答有失风度吧!
- 博主回复(2012-6-6 22:57):请原谅。
- [28]罗教明
- 好吧李教授您就回答[22]楼的问题,我也好多学习一点东西,谢谢了
- 博主回复(2012-6-6 22:49):要能把你说服了,我必须熬到300岁。
- [27]罗教明
- 看来李教授是按照学术讨论的惯例选择了沉默,尊重你的选择。
我认为,秀清的想法方向是正确的,库珀对、BCS肯定有问题,甚至是完全错误的。
我还是要提醒大家,无论多么权威的理论,都要经过独立思考、理解消化后接受或反对。 - 博主回复(2012-6-6 22:16):我刚才不在,不是选择沉默。既然你已经做结论,我也就不必再说什么。
- 博主回复(2012-6-6 21:54):呵呵呵,人各有志,不能强求。
- [26]孟利军
- 真的要解释一点点吸引力来自哪里,才能理解。
- 博主回复(2012-6-6 21:53):这个吸引力,在低温超导中是通过声子产生的,在高温超导中,是通过自旋涨落产生的。
- [25]happy2050
- 动量空间的电子怎么与坐标里的无关呢?
同样是电子,坐标系不同,只改变性别而已
- [24]王国强
- 动量空间跟实空间,一般情况下有对应关系的。
例如 磁场中的自由电子,在k空间做圆周运动,则由于v 与 k成正比,可以得到在实空间电子一般做螺旋运动。(因为Vz 一般不为0)。
再比如能带电子的在外加恒定电场中,理论上会产生布洛赫振荡,由于电子在k空间的 π/a 处 被反射 为 - π/a , 但由于局限在本能带内,结果就在k空间形成循环运动,而同样由于电子速度 v 和 k之间的关系,电子的速度发生振荡,因而表现为实空间中的振荡运动。
- [23]jzpalsgg
- 我外行,我不懂。
但是读了黄老师的“物理还是要在物质空间玩,实实在在......”这句话,回忆起了“物理”的含义,觉得黄老师占理。
离开了“物质空间”,就任意了,说什么都可以了,都属于只能想不能做的了(如“精神出轨”),不属于“物理”范畴了。
- [22]罗教明
- 好吧,就按您的意见,超导中的载流了为电子,属费米子性质,一个状态只有一个。
我们现在作一个极端考虑,现在有三个块状的超导体,会不会出现-1k对多个+1k的情况?
- [21]罗教明
- “泡利不相容”对于原子和分子结构,进行电子壳层解释有效,我们现在谈的是宏观超导材料,可以是金属、甚至是陶瓷。
- 博主回复(2012-6-6 17:46):不,讲的是电子,形成库伯对的电子,当然泡利不相容。
- [20]罗教明
- 以为为纯讨论,如有不妥不要生气哈!
现在如果我们假定有一个电子处于动量为-1k,另外有3个电子的动量为+1k(在动量空间中对应相同点),物理空间位置不同,近、中、远,那么,-1k的电子选择那一个形成库珀对呢? - 博主回复(2012-6-6 17:40):另外,动量确定,坐标是不定的,所以,你这个远中近的假设也不成立。
- 博主回复(2012-6-6 17:37):这种情况不会发生,泡利不相容。严格地讲,这里面还有自旋。同一个K最多两个电子,一个自旋向上,一个向下。
- [19]罗教明
- 李教授请教一个问题,只是学习,因为超导我不太懂。
如果一对电子在动量空间中形成了库珀对,通过你的博文的表达来看,对于空间位置是没有要求,是不是这个意思? - 博主回复(2012-6-6 17:24):基本上是这样。据我所知,有一些特殊的相互作用,可以同时在动量空间产生库伯对,又在坐标空间产生一定的配对构型。但传统BCS没这回事,只是动量空间的。
- [18]黄秀清
- 有事,找机会再切磋。谁对谁错?各位看官,一定心中有数。
- 博主回复(2012-6-6 17:20):老黄啊,只有我跟你这么详细解释啊,全慧,会仟这些人,都没功夫啊。我没功劳有苦劳啊,你还不感激我。
- [17]吕喆
- 哭薄,对么?
- [16]黄秀清
- [那是精神出轨。],所以呀,不要人为让电子们精神出轨,让电子在动量空间鬼混,不好玩,更不是物理!
- [15]黄秀清
- 李铭同学,回头是岸吧!物理还是要在物质空间玩,实实在在,玩到动量空间,真的不踏实。
- [14]黄秀清
- 如果“电子偷偷摸摸在动量空间搞不正当关系”,它们不搞出结果出来,爱怎么搞就搞去吧,不就是数学游戏。呵呵,如果它门搞出让我知道的结果,我就有权考证,这是真的吗?李铭同学,你说对吗?
- [13]黄秀清
- 【罗会仟这样的内行是没功夫给你解释的。】,那你来解释一下为什么“Cooper对未必是自旋相反的电子对”,这对你来说应该是小菜一碟吧?
- 博主回复(2012-6-6 17:08):这个问题我不懂,要他来解释。他是高人。
- [12]黄秀清
- 李铭同学,你可以说电子偷偷摸摸在动量空间搞不正当关系,就像你可以说你在跟一位漂亮女孩玩网恋,可你千万别告诉他人,你能让女孩的肚子大起来了!
- 博主回复(2012-6-6 17:07):呵呵,那是精神出轨。
- [11]曹天德
- 电子配对靠"引力"还是"斥力",是要看你看问题(描述超导)的角度的,这是我的结论之一.本博文的右图最上的电子对应该"隐蔽起来、并应近似理解为玻色子.
- 博主回复(2012-6-6 16:59):你的新学说谁知道对不对呢
- 博主回复(2012-6-6 16:57):我这里讲的是传统BCS.
- [10]刘庆生
- 我为这样的博主精神而感动!真帮忙啊!
- 博主回复(2012-6-6 16:56):谢谢鼓励
- [9]刘全慧
- 要掐,就这样掐!
不过一条:别到气贯食指,伤到键盘!
- [8]黄秀清
- 弄到动量空间,你就可以瞎编故事,拜托,这不是物理!
- [7]黄秀清
- 【你就忘了坐标空间的库伯对不行吗?】所以呀,配对与超导没有关系!你这么这么简单的弯都绕不过来?
- [6]黄秀清
- 【我解释的是库伯对。不解释吸引力的来源。超导没解决这个问题。】 这么基本的问题都解决不了,还能叫物理理论?? 笑死我了!
- [5]黄秀清
- 库伯对是动量空间的,不是坐标空间的? 老兄,电子可是在物质世界跑的,它们可没有跑到动量空间去呀!忽悠也不要这样呀?赵本山好歹还在实空间说人话,你这是跑到动量空间说鬼话。
- 博主回复(2012-6-6 16:09):你就忘了坐标空间的库伯对不行吗?
- [4]黄秀清
- “一点点吸引力”,请问多大算一点点? 电子的排斥,是如何被这一点点吸引力抵消了呢?如果这“一点点吸引力”太大了,又会怎么样呀?。。。
- 博主回复(2012-6-6 16:04):我解释的是库伯对。不解释吸引力的来源。超导没解决这个问题。
- [3]黄秀清
- 跳楼?我看你会跳!你终于让人们认识了,什么叫无理!
- 博主回复(2012-6-6 16:00):有话好说。
- [2]黄秀清
- 现在罗会仟说:
删除 回复 [199]罗会仟 2012-6-6 15:23
Cooper对未必是自旋相反的电子对,凝聚是实验事实,不是理论想象……
你再来解释解释! - 博主回复(2012-6-6 16:58):罗会仟这样的内行是没功夫给你解释的。
- [1]黄秀清
- 你都不知道错在哪里!
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BCS Theory of Superconductivity
An intuitive description of superconductivity is sufficient for public and non-technical uses. However, ultimately, a more rigorous mathematically- based explanation must be formulated. Superconductivity was not sufficiently explained until 1957 when John Bardeen and his graduate assistants Leon Cooper and John Schreiffer proposed a microscopic explanation that would later be their namesake: the BCS Theory. This theoretical explanation later earned them the Nobel prize, making John Bardeen the only man in history to be awarded this honor twice.
The BCS Theory is, in its simplest form, actually contradictory to our crude macroscopic view expressed earlier. As discussed earlier, superconductivity arises because electrons do not interact destructively with atoms in the crystal lattice of the material. The BCS Theory says that electrons do actually interact with the atoms, but constructively.
The BCS Theory makes a crucial assumption at the beginning: that an attractive force exists between electrons. In typical Type I superconductors, this force is due to Coulomb attraction between the electron and the crystal lattice. An electron in the lattice will cause a slight increase in positive charges around it. This increase in positive charge will, in turn, attract another electron. These two electrons are known as a Cooper pair. If the energy required to bind these electrons together is less than the energy from the thermal vibrations of the lattice attempting to break them apart, the pair will remain bound. This explains (roughly) why superconductivity requires low temperatures- the thermal vibration of the lattice must be small enough to allow the forming of Cooper pairs. In a superconductor, the current is made up of these Cooper pairs, rather than individual electrons.
So, Cooper pairs are formed by Coulomb interactions with the crystal lattice. This is also what overcomes resistance. Remember, an electron inside the lattice causes a slight increase of positive charge due to Coulomb attraction. As the Cooper pair flows, the leading electron causes this increase of charge, and the trailing electron is attracted by it. This is illustrated below.
This BCS theory prediction of Cooper pair interaction with the crystal lattice has been verified experimentally by the isotope effect. That is, the critical temperature of a material depends on the mass of the nucleus of the atoms. If an isotope is used (neutrons are added to make it more massive), the critical temperature decreases. This effect is most evident in Type I, and appears only weakly in Type II.
"...recall that early researchers made the somewhat paradoxical observation that the best conducting materials could not be made to exhibit superconductivity. A good conductor is, by definition, a material that will allow electrons to carry current with a minimum resistance. Therefore, since the primary cause of resistance is the electrons collisions with the lattice, a good conductor must have a minimal interaction between the electrons and the lattice. Consequently, the lattice is unable to mediate an attractive force between the electrons and the superconducting phase transition cannot occur. The converse of this observation also holds: metals exhibiting poor conductivity make excellent superconductors with relatively higher critical temperatures because the electrons greatly interact with the lattice." (Orlando 527)
This superconductivity of Cooper pairs is somewhat related to Bose-Einstein Condensation. The Cooper pairs act somewhat like bosons, which condense into their lowest energy level below the critical temperature, and lose electrical resistance.
The BCS Theory did exactly what a physical theory should do: it explained properties already witnessed in experiment, and it predicted experimentally verifiable phenomena. Though its specific quantitative elements were quite limited in their application (it only explained Type I s-wave superconductivity), its essence was quite broad and has been modified applied to various other superconductors, such as Type II perovskites.
Main / Introduction / BCS Theory / Type II / Practicality / Exotic / Ferromagnetic / Applications / Sources
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BCS之美(一):GL与BCS
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黄秀清讲到物理学之美,这点讲的很到位。美是人类的最高追求。你看邢志忠讲的夸克之六味三色,就体现了物理学家对美的强烈渴望,没有美就自己来创造美。艺术家感知和创造的美是最低级的美,而物理学的美是最高层次的美。这个美不仅仅是形式的美,感官的美,而是关于自然法则的神性美。
任何东西都有美和丑的两面性。老黄自己执着到了执迷不悟的程度,就是美和丑的集中体现。现在,黄秀清讲了BCS之丑,我来讲讲BCS之美。
超导理论开始于金兹伯格-朗道(GL)的唯象方程(之前也有一些小打小闹的理论)。顺便说说,这两位都是前苏联时期的物理学家。朗道大家都知道,在量子力学领域创立了许多重大理论,尤其是建立了固体理论的两大基石(费米液体模型和对称破缺)。中国黄昆先生在这一领域虽然也成果累累,但在朗道面前就是小巫见大巫。朗道获得了1962年诺贝尔物理学奖。金兹伯格是多面手,做过很多行当的研究,1950年利用朗道的二级相变理论提出了这个GL唯象方程。2003年诺贝尔物理学奖发给晚年的他和另两人,表彰他这个方程对超导的巨大贡献。这个方程从宏观上一下子抓住了超导体的本质特征。比如,在存在磁场的时候,这个方程具有局域规范不变性,对自由能取极小值,这个方程可以推出一个有关磁场的方程,求解正好得到迈斯纳效应,也就是磁场不能进入超导体内部。这个方程还能推出超导环包围的磁通量必须是一个磁通量子的整数倍。但是,很有趣的是,他们求出的磁通量子(h/e)比实验值(h/2e)正好大了一倍。后来BCS微观超导理论提出来之后,认为电子是配对的,金兹伯格立刻觉得自己当时完全是瞎了眼睛。因为只要加上电子配对,他们的磁通量子就跟实验完全一致。所以,从这点上来讲,BCS还是比GL高明一筹。关于这个电子配对,你想不承认很难。现代超导实验,甚至包括BCS理论不适用的高温超导,这个磁通量子都是h/2e。分母上这个2e就是电子电荷的2倍,这是电子配对的直接证据。除了BCS, 谁能自然得到这个2e? 老黄试试看? 难道老黄也像金兹伯格瞎了眼睛?(呵呵,玩笑而已)
BCS的故事开始于库伯(字母C) 的一个极其粗糙的想法。晶体中电子占据了费米面以下所有的动量。在费米面附近,由于电子和晶格正离子的振动(声子)的耦合,电子和电子之间产生了一点点吸引力(吸引力大过了电子电子之间的库伦排斥)。于是自旋相反动量相反的两个电子就能微弱地结合起来形成库伯对,导致电子整体的能量下降而塌陷,形成更稳定的基态。也就是超导态。然后巴丁(字母B)和司立夫(字母S)给库伯对穿上漂亮的超短裙,成就了BCS超导理论。漂亮在哪里呢?
且听下回分解。
BCS之美(三)
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- [23]jlx1969
- 当然,一些民科的理论你不一定知道。
- [22]jlx1969
- 按金属电阻变小的趋势可以导电的。
- [21]jlx1969
- 按金属电阻变小的趋势可以导电的。
- 博主回复(2012-11-6 20:30):你把瞎了一跳,我以为有什么经我没念到。那就是导电的,何况0K根本就不存在。
- [20]jlx1969
- 李老师,0K的超导体能否导电?
- 博主回复(2012-11-6 20:20):你的问题很奇怪呢。你觉得呢?你先谈谈你的看法。
- [19]wolfgange
- 玄之又玄 众妙之门http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=748046&do=blog&id=592953
眼见为实,去看看吧
- [18]wolfgange
- 金生水 -》 木 -》火 -》土。
土为二,为質之斦;金为貝,为原。
万物皆由金始,故斦之大小数量皆由“金”=黄=屮来决定。
这个具体的东西已经有我们的祖宗具体实验过多次了,善数者不用筹策。
善筹策者不知其然,自然!
- [17]wolfgange
- 我看你们几个搞核物理的还赶不上“家庭妇女”,主妇们都知道家里的东西是干什么用的,而你们就像是仓库保管员,只是熟悉库存的种类与数量。
Higgs粒子即使得到了,能有什么用途? 那个破玩意不就是“金”吗? 黄金、车金,黄是金、屮是金,故黄帝。上帝是黄帝的多少代学生?
车=屮=車,“屮”就是Higgs标准模型!
二傻子知道阴阳五行是标准模型,为什么大家不按照这个方向去做? - 博主回复(2012-7-17 12:03):你先把阴阳五行的质量测出来看看,或者其他什么物理量都行。
- [16]wolfgange
- higgs 这些天没有了声音,你们这些小爬虫怎么也没有了声音?二傻的傻气呢? 标准模型 到底是什么?
不论美丑,拿出真家伙才是道理! - 博主回复(2012-7-17 01:56):拿出真家伙哪有那么容易。
- [15]王喜军
- 要是在文章最后给出“下回”的链接,就省的我们返回去搜索了。
- 博主回复(2012-7-6 10:06):好建议,谢谢
- [14]印大中
- 有意思!
- 博主回复(2012-6-8 16:48):谢谢
- [13]黄秀清
- 我看与宗教里的上帝已经没有本质的差异。
- 博主回复(2012-6-8 12:23):你也可以这样认为。上帝就是世界本源的化身。
- [12]黄秀清
- 已经不是向上帝靠拢,是直接请上帝出山。
- [11]黄秀清
- [精神与物质的融合],所以呀,现在的物理已经不是物理了,必须引入神灵,否则没法解释。包括与全慧的讨论,让人时刻感受到上帝的存在,上帝之手在指挥物理学,还要人干什么?
- 博主回复(2012-6-8 12:19):这个上帝并不是宗教里的上帝,而是世界本源的代称。
- 博主回复(2012-6-8 12:18):这里谈的是美,不完全是物理学。上帝之手无时不在。物理学的任务就是向上帝靠拢。物理学每前进一步,就向上帝近了一步。
- [10]黄秀清
- to 1楼,那个链接的示意图,我早就批过,本身就违背BCS理论的假设。
- [9]黄秀清
- 物理学的美是最高层次的美,这个最高层次就是物质,而不是精神!这也是物理学与众不同的地方。抛开具体物质,谈物理学的美,空谈!
- 博主回复(2012-6-8 12:08):精神与物质的融合。
- [8]黄秀清
- 让电子跑到动量空间乱配,叫正当关系? 我要把它们关进一个实实在在的空间,让它们合法、依法配对!
- 博主回复(2012-6-8 12:01):我到现在还没有看到你的实质性理论。
- [7]黄秀清
- BCS理论能解释涡旋态?能解释迈斯纳效应?能解释超导电流?。。。
- [6]黄秀清
- 我就是要在实空间也配出“2e”! 我不信电子能精神出轨。
- [5]黄秀清
- 关于磁通量子h/2e。记得有不少文章有讨论,与电子配对没有任何关系,hirsch也讨论过这个问题,我的理论也肯定要解释这个现象。BCS理论的库伯对大小达1000埃,实验中如何测出是那两个的配对?如果都无法确定谁和谁配,谈什么配对?
- 博主回复(2012-6-8 11:52):这个“配”不是你那个不正当关系的“配”。你总是想用经典的想象代替物理学。
- [4]guangke
- 要得到磁通量子h/2e。
啊,这是战书了。
- [3]黄秀清
- 继续,讲的挺好的。
- [2]孟利军
- 提几个简单的问题
(1)电子运动导致晶格畸变,导致两个离子靠近,从而吸引另一个电子与之配对,形成C,对吗?
(2)超导体中无数的运动电子应该导致所有离子附近发生晶格畸变,那么晶格离子的“排列”或“振动”应该变得非常复杂,对吗?
(3)倘若上面的理解是对的,那么这种整体畸变的“晶格”对超导体热学性质的影响如何?其同位素效应仅仅体现在Tc与同位素质量之间的关系,是不是畸变的晶格也会影响已知的同位素1/2关系。
请李老师指教! - 博主回复(2012-6-8 09:43):1. 现在不是对不对的问题,而是能不能符合实验的问题。对不对,谁都可以讲出一大堆道理。
2. 对。但仍有规律可循。
3. 有专门的研究。
- [1]夏新宇
- 我现在明白了为什么黄秀清的那个弹簧非常误导:
http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/t.j_barry/bcstheory.html - 博主回复(2012-6-8 09:12):谢谢
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博文
关于对称性自发破缺和GOLDSTONE定理的小结
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按:由于本人记性差,有关本论题的知识常常是一边看书一边忘记,过不了几天就忘的差不多,所以,在这里记录下来以便查阅。
1. 对称性自发破缺的意思是,哈密顿量本身具有某种对称性,但是,它的解可能退化而不具备这种对称性。比如磁铁的铁磁性,虽然海森堡模型本身是空间旋转对称的,但是,磁铁中的分子磁矩在某一个确定的空间方向上极化,从而破坏空间旋转对称性。
2。GOLDSTONE 定理:整体的连续对称性发生自发破缺导致零质量粒子的出现。声子是整体的空间连续性被晶体的晶格平移对称破坏产生的零质量粒子。对于晶体而言,无质量粒子对应无能隙激发。
3. 一维实数域的对称性自发破缺可以用单个序参量的朗道二级相变理论来描述。该模型包含序参量的平方项和四次项,模型本身关于序参量是对称的。这个模型中的自由能有两个最小值点,对应着两个序参量。由于这个对称性不是连续对称性,当模型的解取其中一个最小值点,对称性退化,但不产生零质量粒子 。
4。定域的连续对称性下GOLDSTONE 定理失效。定域规范对称性的自发破缺正好让粒子产生质量,而不产生零质量粒子,这就是HIGGS机制。
5。整体连续对称性和定域规范对称性的破缺在超导体中有完美的表现。序参量对整体相位的选择使基态发生了整体连续对称性的破缺,导致无能隙的激发(GOLDSTONE 定理的要求)。然而,当序参量的相位的定域规范不变性发生破缺,结果是无能西激发转化为规范场获得质量,引起迈斯纳效应。
6。KT相变不改变任何对称性,是对称破缺理论的一个反例!(有待准确把握)
7。分数量子霍尔效应则彻底地推翻了对称破缺的理论基础!(有待准确把握)
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1. 对称性自发破缺的意思是,哈密顿量本身具有某种对称性,但是,它的解可能退化而不具备这种对称性。比如磁铁的铁磁性,虽然海森堡模型本身是空间旋转对称的,但是,磁铁中的分子磁矩在某一个确定的空间方向上极化,从而破坏空间旋转对称性。
2。GOLDSTONE 定理:整体的连续对称性发生自发破缺导致零质量粒子的出现。声子是整体的空间连续性被晶体的晶格平移对称破坏产生的零质量粒子。对于晶体而言,无质量粒子对应无能隙激发。
3. 一维实数域的对称性自发破缺可以用单个序参量的朗道二级相变理论来描述。该模型包含序参量的平方项和四次项,模型本身关于序参量是对称的。这个模型中的自由能有两个最小值点,对应着两个序参量。由于这个对称性不是连续对称性,当模型的解取其中一个最小值点,对称性退化,但不产生零质量粒子 。
4。定域的连续对称性下GOLDSTONE 定理失效。定域规范对称性的自发破缺正好让粒子产生质量,而不产生零质量粒子,这就是HIGGS机制。
5。整体连续对称性和定域规范对称性的破缺在超导体中有完美的表现。序参量对整体相位的选择使基态发生了整体连续对称性的破缺,导致无能隙的激发(GOLDSTONE 定理的要求)。然而,当序参量的相位的定域规范不变性发生破缺,结果是无能西激发转化为规范场获得质量,引起迈斯纳效应。
6。KT相变不改变任何对称性,是对称破缺理论的一个反例!(有待准确把握)
7。分数量子霍尔效应则彻底地推翻了对称破缺的理论基础!(有待准确把握)
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准粒子与粒子的区别?
2010-04-02 15:04:03来自: 云飞扬
最近正在自学固体物理中,很是疑惑准粒子到底和粒子又什么区别?又定义出两者的判定标准吗?
拿比较熟悉的声子来说,和“真正”粒子比较来说,虽然都是能量的量子化,但是真正粒子只要有能量就可以产生,而声子就依赖于空间(比如说晶格结构),是振动模。是否这就是粒子与准粒子的一个区别?一个依赖于能量,一个依赖空间结构?但是电子空穴和exciton之类也是这样的吗?不是太了解,但感觉和声子的情况不怎么一样。还有就是量子场论里生成出的粒子,是准的还是真实,还是都可以?
自己好多地方一知半解的,希望大牛指教之~~~~
拿比较熟悉的声子来说,和“真正”粒子比较来说,虽然都是能量的量子化,但是真正粒子只要有能量就可以产生,而声子就依赖于空间(比如说晶格结构),是振动模。是否这就是粒子与准粒子的一个区别?一个依赖于能量,一个依赖空间结构?但是电子空穴和exciton之类也是这样的吗?不是太了解,但感觉和声子的情况不怎么一样。还有就是量子场论里生成出的粒子,是准的还是真实,还是都可以?
自己好多地方一知半解的,希望大牛指教之~~~~
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