URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Окулов В.И., Памятных Е.А., Силин В.П. Электронные квантовые волны в магнитном поле Обложка Окулов В.И., Памятных Е.А., Силин В.П. Электронные квантовые волны в магнитном поле
Id: 254208
1043 р.

Электронные квантовые волны в магнитном поле

URSS. 2020. 224 с. ISBN 978-5-9710-6950-8.
Белая офсетная бумага
  • Твердый переплет

Аннотация

Книга посвящена теории особого типа волн, распространяющихся в системах электронов проводимости кристаллов при низких температурах в условиях существующего дискретного квантования электронного энергетического спектра сильным магнитным полем. В классическом режиме движения электронов существование низкочастотных электронных волн сильно ограничено даже при слабом влиянии рассеяния энергий и импульсов из-за проявления бесстолкновительного... (Подробнее)


Содержание
top
Оглавление3
Предисловие5
Введение7
Часть первая Квантовые электронные спиново-акустические волны. Простая теория12
§1. Продольные электронные квантовые волны в магнитном поле. Основы простой теории12
§2. Спектр продольных квантовых волн без учёта ионных колебаний и обменного взаимодействия электронов24
§3. Спектр связанных звуковых и квантовых электронных волн42
§4. Квантовые электронные спиново-акустические волны в простой теории. Спектр, связь со звуком, эффекты обменного взаимодействия, продольные спиновые волны57
§5. Условия существования и возможности наблюдения электронных квантовых спиново-акустических волн73
§6. Взаимодействие электронных квантовых спиново-акустических волн с геликонами79
Часть вторая Квантовые электронные поперечные волны. Простая теория86
§7. Основы простой квантовой теории электронных волн в магнитном поле86
§8. Квантовые электромагнитные и поперечные спиновые волны. Простая теория91
Часть третья Общий вид спектра электронных квантовых волн, распространяющихся вдоль магнитного поля в изотропной электронной системе при большом числе заполненных уровней квантования101
§9. Основы общей теории квантовых волн в изотропной электронной системе при большом числе занятых уровней квантования101
§ 10. Общий вид спектра продольных спиново- акустических и орбитальных поперечных квантовых волн при большом числе занятых уровней квантования121
§ 11. Общий вид спектра поперечных квантовых спиновых волн при большом числе занятых уровней квантования127
Заключение137
Приложение Н. П. Зырянова, В. И. Окулов, В. П. Силин. Волны в квантовой плазме металла139
Введение139
§1. Диэлектрическая проницаемость электронного газа в квантующем магнитном поле141
§2. Плазменные волны158
§3. Теория колебаний электронной жидкости в квантующем магнитном поле162
§4. Квантовые волны181
§5. Геликоны190
§6. Спиновые волны в нормальных металлах197
§7. Звук206
Заключение217
Литература к приложению218
Список литературы222

Предисловие
top

Деятельность по изучению электронных квантовых эффектов, порождённых не фундаментальными, особыми квантовомеханическими закономерностями, уже давно создаёт широко развивающиеся направления исследований в области низкотемпературной физики электронных свойств твёрдых тел. Известными примерами предметов подобных исследований служат квантовые магнитополевые осцилляции термодинамических и кинетических параметров, квантовый эффект Холла, спиновые эффекты и ещё другие интересные для квантовой теории задачи, касающиеся деталей функционирования сложных электронных систем кристаллов, слоёв и наноструктур. В рамках таких направле-ний выполняется большой объём теоретических и экспериментальных работ, результаты которых несомненно обогащают развиваемые представления о структуре изучаемых систем. Наиболее популярные задачи этого сорта привлекают большой состав авторитетных представителей научного сообщества в соответствующей области, обеспечивая масштабность и обоснованность значимости результатов. В настоящей книге представлено теоретическое описание комплекса квантовых явлений в проводящих электронных системах, который по своей физической оригинальности и идейной значимости не уступает уровню интереса и актуальности упомянутых выше широко развиваемых исследований. Существо этих рассматриваемых в книге явлений состоит в возникновении собственных волн чисто квантовой природы в электронной системе благодаря механизму, обеспечивающему отсутствие бесстолкновительного затухания в определённых интервалах его проявления по классическим законам. Совокупность вы-полненных работ и результатов по данной тематике принадлежит большому кругу авторов, в целом, как можно сказать, международному, но если выделить в нём часть с наиболее значимыми по объёму и сути достижениями, то останутся представители Москвы, Петербурга (Ленинграда), Нижнего Новгорода (Горького), Харькова и Екатеринбурга (Свердловска). Полный список соответствующих публикаций приведён в конце книги. Естественная потребность и цель её написания рождена тем, что в настоящее время в огромной степени по сравнению со временем выполнения представленных работ возросли возможности проведения полноценных экспериментальных и теоретических исследований на конкретных физических системах в связи как с новыми значительными техническими достижениями, так и с расширением круга исследуемых объектов. При этом актуальность ожидаемых результатов наблюдения описанных в книге эффектов отнюдь не изменилась, по-прежнему они могут дать новую уникальную информацию о структуре и свойствах сложных электронных систем. Поэтому есть основания считать, что публикация данной книги послужит серьёзным стимулом для развития науки о квантовых волнах, которая может оказаться среди популярных направлений физики квантовых свойств проводящих систем.

Авторы посвящают эту книгу памяти профессора Павла Степановича Зырянова, который стал одним из инициаторов и активных соавторов работ по квантовым волнам. Теплую память об этом замечательном человеке сохранили все его друзья, коллеги и ученики, для которых он был мудрым руководителем, примером интенсивной талантливой научной работы и добрым помощником в жизни. Пусть эта книга станет новым благодарным знаком памяти.

Прошло уже много времени после того, как коллективом коллег и друзей П.С. Зырянова после его трагической гибели были выпущены сборники статей, посвященные его памяти (Проблемы физики твердого тела, сб. статей, Свердловск, УНЦ АН СССР, 1975) и к шестидесятилетию со дня рождения (Исследования по физике кинетических явлений, сб. статей, Свердловск, УНЦ АН СССР, 1984). В первом из этих сборников содержится обстоятельная обзорная статья по квантовой теории электронных волн, которая может служить полезным дополнением к настоящей книге. Поскольку сборник стал сейчас библиографической редкостью, авторы сочли целесообразным поместить в книге в качестве приложения эту статью.


Об авторах
top
photoОкулов Всеволод Игоревич
Доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Института физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения РАН. Основная область научных интересов — физика низкотемпературных явлений в кристаллах. Основные научные результаты относятся к теории ферми-жидкостных эффектов, высокочастотных, акустических, магнитных и поверхностных электронных свойств металлов и полупроводников. Автор ряда обзорных статей и книги (совместно с Е. А. Памятных) «Низкотемпературные магнитные квантовые осцилляции в металлах».
photoПамятных Евгений Алексеевич
Доктор физико-математических наук, профессор Уральского федерального университета. Профессиональные научные интересы в основном сосредоточены в области теоретических исследований электронных свойств твердых тел. Автор и соавтор книг: «Основы электродинамики материальных сред в переменных и неоднородных полях» (соавтор Е. А. Туров), «Общая теория относительности. Введение. Современное развитие и приложения» (соавторы С. О. Алексеев, А. В. Урсулов, Д. А. Третьякова, Б. Н. Латош; М.: URSS), «Основы специальной теории относительности и классической теории электромагнитного поля» (М.: URSS).
photoСилин Виктор Павлович
Доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, профессор МИФИ. В 1949 г. окончил физический факультет МГУ. Специалист в области физики твердого тела, плазмы и нелинейных явлений, автор свыше 600 научных работ и 4 монографий. Заслуженный деятель науки РСФСР, член-корреспондент РАН. Дважды лауреат Государственной премии СССР; награжден двумя орденами Трудового Красного Знамени, а также медалью «За доблестный труд». Член редколлегии журнала «Физика металлов и металловедение», заместитель главного редактора журнала «Краткие сообщения по физике». C 1963 г. до последних дней преподавал теоретическую физику в Московском инженерно-физическом институте.

Среди основных научных достижений В. П. Силина: разработка теории спектра возбуждений систем взаимодействия частиц; формулировка кинетических уравнений заряженных частиц для быстропеременных процессов и в сильном поле; формулировка и разработка аналитической теории ионно-звуковой турбулентности и сопутствующих явлений в плазме; открытие спиновых волн в неферромагнитных металлах. В последние годы В. П. Силин вел работы по теории движения и излучения джозефсоновских вихрей, по теории плазменной турбулентности и теории параметрических неустойчивостей плазмы.