flying_bear (
flying_bear) wrote2016-08-26 07:34 pm
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
Entry tags:
Что случилось в физике конденсированного состояния за вторую половину ее существования
(если считать условно с работы Эйнштейна по квантовой теплоемкости, то есть, с 1907 года, ну и потом еще десять лет кинуть на Дебая, Борна и фон Кармана, то рубеж между первой и второй половиной получается примерно в районе 1970-1972 года).
В связи с постоянными обсуждениями - есть ли реальный прогресс в науке после 1970, что происходит в современной науке и т.п. В произвольном порядке, не по степени важности.
1. Произошла смена ключевых понятий. Если в первой половине ее существования ключевое слово в нашей науке "квазичастица", то во второй - "класс универсальности". Тем самым, упор перенесен на коллективное поведение, на emergence, на скейлинговые законы, на, если угодно, (относительную) независимость феноменологии от микроскопики.
2. Появились nanoscience and nanotechnology. Нет, этот пост не проплачен условным Чубайсом. Квантовые точки, нанотрубки, графен и, самое главное, scanning probe microscopy и возможность манипулировать с отдельными атомами действительно существуют, и это открыло целый новый мир.
3. Появилась реальная возможность рассчитывать многие свойства реальных материалов, и даже предсказывать их. Впервые наша наука стала реально количественной.
4. Был открыт целый мир систем с нарушенной эргодичностью, типа спиновых стекол, лежащий между равновесным и неравновесным. Андерсоновская локализация была открыта в 1958 году, но все ее значение раскрылось только начиная с 1970х-1980х.
5. Использование синхротронного излучения и, в самое последнее время, лазеров на свободных электронах полностью перевернуло наши представления о возможностях спектроскопии.
6. Функциональные интегралы вытеснили операторные методы и стали основным языком в квантовой теории многих частиц. Это привело как к созданию принципиально новых и очень эффективных аналитических методов, так и к появлению и широкому распространению квантового метода Монте Карло. То, что мы знаем и понимаем сейчас про многочастичные системы, абсолютно несопоставимо с тем, что было известно в 1970 году.
7. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости и сверхтекучести гелия 3 резко расширило наши представления о возможном и невозможном в этой области физики. Мы больше не циклим на теории БКШ и электрон-фононном механизме.
8. Совершенно новое состояние вещества - ультрахолодные газы в оптических решетках. Еще один новый мир.
Наверняка, список неполный, но, по-моему, достаточный, чтобы утверждать, что наша наука драматически изменилась за последние полвека. Что привело и к приобретениям, и к потерям, но это отдельный разговор.
UPDATE 9. Совершенно правильно напомнили - забыл про квантовый эффект Холла. Топологическое состояние материи, как правильно замечают - не баран чихнул.
В связи с постоянными обсуждениями - есть ли реальный прогресс в науке после 1970, что происходит в современной науке и т.п. В произвольном порядке, не по степени важности.
1. Произошла смена ключевых понятий. Если в первой половине ее существования ключевое слово в нашей науке "квазичастица", то во второй - "класс универсальности". Тем самым, упор перенесен на коллективное поведение, на emergence, на скейлинговые законы, на, если угодно, (относительную) независимость феноменологии от микроскопики.
2. Появились nanoscience and nanotechnology. Нет, этот пост не проплачен условным Чубайсом. Квантовые точки, нанотрубки, графен и, самое главное, scanning probe microscopy и возможность манипулировать с отдельными атомами действительно существуют, и это открыло целый новый мир.
3. Появилась реальная возможность рассчитывать многие свойства реальных материалов, и даже предсказывать их. Впервые наша наука стала реально количественной.
4. Был открыт целый мир систем с нарушенной эргодичностью, типа спиновых стекол, лежащий между равновесным и неравновесным. Андерсоновская локализация была открыта в 1958 году, но все ее значение раскрылось только начиная с 1970х-1980х.
5. Использование синхротронного излучения и, в самое последнее время, лазеров на свободных электронах полностью перевернуло наши представления о возможностях спектроскопии.
6. Функциональные интегралы вытеснили операторные методы и стали основным языком в квантовой теории многих частиц. Это привело как к созданию принципиально новых и очень эффективных аналитических методов, так и к появлению и широкому распространению квантового метода Монте Карло. То, что мы знаем и понимаем сейчас про многочастичные системы, абсолютно несопоставимо с тем, что было известно в 1970 году.
7. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости и сверхтекучести гелия 3 резко расширило наши представления о возможном и невозможном в этой области физики. Мы больше не циклим на теории БКШ и электрон-фононном механизме.
8. Совершенно новое состояние вещества - ультрахолодные газы в оптических решетках. Еще один новый мир.
Наверняка, список неполный, но, по-моему, достаточный, чтобы утверждать, что наша наука драматически изменилась за последние полвека. Что привело и к приобретениям, и к потерям, но это отдельный разговор.
UPDATE 9. Совершенно правильно напомнили - забыл про квантовый эффект Холла. Топологическое состояние материи, как правильно замечают - не баран чихнул.
no subject
можете раскрыть ?
no subject
Будем считать, что заявка принята, напишу, как смогу.
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
Вот если взять магнит (ферромагнетик) и начать нагревать, то при нагреве он свои магнитные свойства будет терять. И при вполне конкретной температуре Tc (она называется точкой Кюри вещества) их потеряет полностью.
Давайте посмотрим, как ведет себя (неважно-как-измеряемая) способность вещества намагничиваться при подходе к этой самой точке. Оказывается, убывание будет по степенному закону, константа на (Tc-T)β.
Естественно, что температура и константа зависят от материала, у железа одни, у никеля другие. А вот показатель степени β (более-менее) универсален, то есть (более-менее) одинаков для разных материалов.
При этом можно было бы себе представить решение этой задачи "снизу" — вот у нас есть до фига (число Авогадро, плюс-минус порядок-другой) атомов, они взаимодействуют так-то, спины, магнитные моменты, и так далее. Это и есть микроскопика, и она определяет конкретную температуру фазового перехода, конкретную константу, насколько сильно материал можно намагнитить, ну и так далее.
Но выясняется, что что бы ни жило на "атомарном" масштабе, на нашем масштабе мы всегда будем видеть одно и то же. Что при уменьшении масштаба, когда мы мысленно убираем электронный микроскоп/лупу, возвращаясь от атомарных масштабов к нашим, поведение системы "ложится" на один и тот же универсальный сценарий. Точно так же, как есть один-единственный сценарий рождения вещественных корней у многочлена, у которого мы "подкручиваем" коэффициенты: его график в критический момент касается оси абсцисс, и сразу за этим от точки касания разбегаются два новорожденных вещественных корня.
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
no subject
В пандан к неэргодичности - дихотомия Eigenstate thermalization hypothesis vs Multibody localization.
no subject
Два вопроса:
1) Не знаете ли Вы каких-то хороших учебных текстов про квантовый эффект Холла, расчитанных скорее на математическую аудиторию? Можно предполагающих физическое образование, но чтобы топологические термины назывались своими именами, а не прятались под ковёр? (это я про программу магистратуры по матфизике в Вышке думаю).
2) Что Вы думаете про вот это? https://arxiv.org/abs/1510.07698
no subject
2) Ничего не думаю. Прочитал в свое время, в одно ухо влетело, в другое вылетело. Там не обсуждаются какие-то проблемы, важные и интересные с точки зрения нашей науки, а в остальном я некопенгаген.
no subject
Читал только отдельные места, так что за весь текст не поручусь, но по ощущениям гораздо более приятное и педагогичное чтение, чем старые лекции/обзоры.
no subject
no subject
Так чтоб очень примерно узнать какие основные задачи, и какой ожидается выход наружу - в виде например новых материалов, процессов или приборов.
В любом случае очень интересно, даже когда непонятно )
no subject
no subject