演生论46-第2页 - 三亿文库
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评述；声子.因此,我们可以说,无能隙声子的起源是平移对；次方的偶极相互作用[7].；这里一个新的、完美的物理4定律在凝聚的多体物质系；发要在低能极限下演生出来[7]此外,现有的多体理；,即朗道的对；称破缺理论和费米液体理论.费米液体理论的核心是认；知金属的低温物理性质准暠粒子.朗道的费米液体理论；:对称性在此是主角,对称破缺导致有序相的出现(见；对称性的倾向
评述
声子.因此,我们可以说,无能隙声子的起源是平移对称性在固体中的破缺.此外,对于超流体,除了声子外,还存在另外一种元激发粒子,称为旋子可以通过交换声子相互关联,从而导致反比于距离.旋子之间
次方的偶极相互作用[7].
这里一个新的、完美的物理4定律在凝聚的多体物质系统中演生出来!更多的例子如表1所示.在凝聚态物质系统中,支配“基元暠的物理定律常常是特定且非普适的,而支配低能集体激发的物理定律却是普适的、完美的.虽然这些集体激发的行为与粒子非常相像,但它们不是基本的,就会看到复.如果我们在小尺度上仔细观察这些集体激发杂的、非普适的多原子系统.因此,支配集体激发的物理定律的简洁与完美不是来自于原子之间相互作用的简洁性,而是来自于这些物理定律必须保证集体激
发要在低能极限下演生出来[7]此外,现有的多体理论有两大基石.
,即朗道的对
称破缺理论和费米液体理论.费米液体理论的核心是认为相互作用的费米子组成的复杂多体系统的行为类似一个自由费米系统,其所对应的微观粒子称为准粒子.准粒子和原来的费米子具有相同的电荷,满足相同的统计规律,但是准粒子具有一定的有效“质量和寿命,而且不能离开母体单独存在,所以称
知金属的低温物理性质准暠粒子.朗道的费米液体理论描述了几乎所有已,它还构成了我们对于超导体、反铁磁体等许多非“正常暠金属态的认识基础,这些非正常金属态可以被认为是费米液体的某些不稳定的、对称性破缺的基态.另一方面,费米液体理论也十分令人费解,因为普通金属中电子之间的库仑相互作用能和费米能是一个量级,同时比费米能量附近的能级间距要大很多互作用已不再适应,很难相信一个如此强大的相互.微扰理论对如此强的相作用的多电子系统能与一个无相互作用准粒子系统的行为相像.然而,自然界本身一遍又一遍地提醒我们:尽管有强大的库仑相互作用,金属的低能行为仍与一个自由准粒子系统类似,这又是重正化群思想再奏凯歌!直到20世纪80年代末,由于分数量子霍尔效应和高温超导体的发现,朗道的费米液体理论才受到严重挑战综上所述,凝聚态物理学新的范式已经形成.
:对称性在此是主角,对称破缺导致有序相的出现(见表
对称性的倾向),基态通常是最大的有序态,因而出现各式各样的元激发与拓扑;激发态显示恢复原本缺陷;在临界区域,涨落的关联长度达到宏观尺度,直到临界点,这是有序与无序相“合二而一暠.
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物理现象破缺对称性有序相序参量元激发铁电性空间反演铁电体电极化强度光学声子铁磁性
时间反演
铁磁体磁化强度磁振子超导电性规范不变性超导体宏观量子波函数库珀对超流性规范不变性超流体宏观量子波函数声子、旋子结晶平移和旋转
晶体
动量空间粒子密度
声子电荷有序平移电荷密度波动量空间电荷密度相位子自旋有序
平移
自旋密度波动量空间自旋密度
自旋波
暋结束语
凝聚态物理“最精采暠的篇章是相变和临界现象,元激发———声子、等离激元、自旋波、激子、极化子……,朗道费米液体理论,玻色,约瑟夫森效应,量子霍-爱因斯坦凝聚,超流,超导尔效应,量子相变,
……这所有的一方面,演生系统的低能行为对于粒子的微观结构-切都是演生现象最好的例证!不敏感,具有“鲁棒性暠(更“高暠的原则在“保护暠r它ob,u如对称性或系统的拓扑stness),是因为有一些性质.只有超越这个能量尺度,我们才能“看到暠更微观的结构.另一方面,“演生暠出来的“新粒子暠和“新的量子数暠,不是由“组成基元暠的性质直接推演出来的基本的实验事实.我们对演生现象的认识往往是曲折的:首先承认,寻求“唯象暠的描述,作大胆的假设和推测,探索微观“论证暠,作出进一步的理论预言,
最后由实验检验演生现象是自然界的普遍规律吗.
?研究微观和宇观的学者承认对称破缺、多重真空,对演生论有保留,但超弦理论学家同意空间维数是“演生暠出来的,时间“看来也是暠有人甚至认为宇宙本身生暠出来的,生命现象看来更是.也是“演“演生暠出来的我们应该认为.不过,
方法op灢dow!Bottom为的演生现象是一个新的学科前沿,与粒子物理、宇宙学有密切关系,并与之相互补充;研究演生现象的科学观和方法论对认识生命现象,理解认知过程乃至社会现象,都有重要的意义.
致谢究员暋作者衷心感谢中国科学院物理研究所向涛研、王楠林研究员多年来在众多相关问题上的有益的讨论.
物理·39卷(2010年)8期51
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评述
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