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.
Окулов 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».
Памятных 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).
Силин 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. |