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什麽是聲子?

2014-03-11科學

晶格振動的能量是量子化的,與光子相似,這種能量量子被稱為聲子。

聲子是凝聚態物質中原子(或分子)振動的 集體激發 ,常用來描述晶格振動的一種準粒子。

聲子的引入是為了更簡潔地描述物理系統,它與標準模型中的基本粒子(如光子、電子、誇克等)還是不一樣的。

因為聲子哈密頓量看起來非常友好

所以我們就用簡正模描述聲子

聲子哈密頓量:

H=\sum _K \omega_k a_k^ \dagger a_k\\

聲子是多體系統的集體激發,一般來說,必須在量子多體形式中對待。

a^†(x)= \sum _ķ e^{-iķ ⋅ x}a^†ķ.\\

態 a^†(x)|0⟩ 描述了在位置X生成的單聲子。

用一個很好的類比,來熟悉將波函數從動量轉換到位置空間的規則。「波函數」實際上意味著在位置 X 找到單個聲子的概率振幅。

對於簡正模,波函數 \sim e^{iķ⋅x} ,這是在整個晶體範圍內擴充套件的平面波。聲子狀態隨著時間演化,波包在(晶體中)移動時擴散。