Monday, January 26, 2015

white e01 Laughlin的《不同的宇宙》 迄今对电荷最精确的实验却说明:电子电荷是在集体的背景下谈论的

Laughlin的《不同的宇宙》 公开 2010-11-05 14:38 | (分类:理论物理)

和弦论以及量子引力方面有大量的科普书籍不同,凝聚态方面的科普书很少。Laughlin写了本《A different universe》,专门宣传“呈展”现象。著名的第一推动系列出了中文版。最近看了看,觉得书中的观点观点很有启发性。
    目前对电子电荷e和Planck常数h这两个基本物理学常数的最精确的实验测定,不是像通常我们感觉的那样是和一些微观量打交道,而是通过测量金属超导态的Josephson常数和整数量子Hall效应中的von Klitzing电阻这两个纯粹只含e、h的复合量得到。这两种宏观效应在今天已经成为e和h的定义方式。按还原论的观点,我们习惯于认为电荷是自然界的最基本的Building block之一,但迄今对电荷最精确的实验却说明:电子电荷是在集体的背景下谈论的。
      因为测量Josephson常数和von Klitzing电阻时的所用的样品根本谈不上完善:化学杂质、原子错位,表面缺陷,等等。这些我们通常认为会对精确测量带来严重干扰的因素丝毫不影响测量的精确性!而且样本尺寸越大,von Klitzing常数的测量反而越精确!
     牛顿运动定律也是在我们宏观尺度上的呈展现象。如同对单个或少数原子无法谈论“刚性”一样,单个原子以波函数的形式弥散在整个空间中的,只有大量的量子化的原子聚集成宏观固体或流体时,牛顿描述才有意义。从这个观点看,牛顿定律不能描述原子行为是很自然的事情,因为牛顿定律是比单个原子高一层次上的组织行为。但这似乎和我们通常的“如果Planck常数趋于零,单个原子行为仍然可以由牛顿描述”说法相矛盾。
     呈展现象最明显的例子是“相”的存在。我们迄今为止都没法从第一原理出发从理论上计算出“相”。为什么某些金属中的电子可以看成是没有相互作用的自由电子气?是因为前提是要存在“金属相”,自由电子气和超导的BCS基态一样,都是金属中的一种呈展行为,与单个电子行为无关。


http://www.kexuemag.com/Article/ShowInfo.asp?InfoID=72

  原子只能较长久地停留在一些稳定状态(简称定态),原子在这些状态时,不发出或吸收能量;各定态有一定的能量,其数值是彼此分割的。原子的能量不论通过什么方式发生改变,这只能使原子从一个定态跃迁到另一个定态


"[PDF]未经许可,不得转载
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在电场作用下晶体电子的布洛赫振荡运动, 是不会产生电荷的宏观迁移的, 即不产生. 电流.即使是对于金属晶体, 在电场作用下也不会产生电流.这是周期场对电子的 ...
"


原子从一个定态到另一个定态而发射或吸收辐射时,辐射的频率是一定的
上述第一条是关于原子量子化的定态的陈述。第二条是辐射的频率法则。这些规律不仅对一切原子是正确的,而且对其他微观客体也是适用的,因此是重要的普遍规律。量子化是微观客体的特征,也可以说是微观客体的基本性质。







       对不同的原子,R值只所以改变是由于原子核质量的改变。在前面推导玻尔公式时,假定原子核的质量很大,可以忽略它的运动。实际上,它的质量虽大,但不是无限大,它仍是运动的。不是电子绕原子核作圆周运动,而是电子和原子核绕二者的质心运动

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