ермионов неч╦тное число). Это и приводит к увеличению эфф. длины свободного пробега в К. г. фермионов. В К. г. бозонов такие эффекты отсутствующ т. к, в этом случае число 25 четно.
В стпювололяризоваяных К. г. при любых степенях вырождения (в т. ч. и в больцмановской температурной области 7Т0< Г< Ту.} и при любой статистике частиц могут распространяться поперечные спиновые волны (колебания компоненты магн. момента, перпендикулярной направлению равновесной намагниченности) с квадратичным законом дисперсии о>~А;2 (со ≈ частота, k ≈ волновой вектор). Эти колебания аналогичны спиновым волкам в спиновополяризованных вырожденных ферми-жидкостях (металлах) и связаны с существованием корреляций, обусловленных большой длиной волны частиц К. г. Для К. г. фермионов со спином */а спектр спиновых волн при любой степени вырождения имеет вид
3
Пт-1
+ 1
Л" +-
N+ -JV_
при условии (w≈ 2p#)<Q при произвольном сот. Здесь Н ≈ напряж╦нность магн. поля, fi ≈ магн. момент частиц, N , и <^2>_^ ≈ концентрация и ср.
квадрат скорости частиц с проекцией спина ±т
& = ≈ 4яа{£/т) (Л7+ ≈ N_). Спиновые волны являются слабозатухающими при £2т>1. Такие спиновые волны были недавно обнаружены как в газах фермишгов (газ 3Не, слабый раствор 3Не в сверхтекучем 4Пс), так ив К. г. бозонов (спиновополяризованном атомарном Н) при разл. степенях квантового вырождения. Лит.: Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Статисти-чтения физика, ч. 1, 3 изд., Мт, 1976; Л и ф ш и ц Е. М,, П и т а е в с и и и Л. П., Статистическая физика, ч. 2, М., 1978; Б а ш к и н Е. П., Спиновые волны и квантовые коллективные явления в болъцманиыских газах, «УФН», 1986» т. 148, г,+ 4.33. А. Э. Мейерович.
КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР ≈ устройство, генерирующее эл.-магя. излучение за сч╦т вынужденного испускания фотонов ансамблем микрочастиц. При термо-динамич, равновесии системы микрочастиц, взаимодействующей с эл.-магн. полем, вынужденное испускание фотонов много меньше поглощения их частицами. В этом случае вынужденное испускание, играя принципиальную роль в обеспечении термодииамич. равновесия, не может привести к генерации. Для генерации необходимо обеспечить инверсию насел╦нное те и двух энергетлч. уровней частиц.
К. г. был предложен и реализован в 1954 независимо двумя группами радиофизиков [Н. Г. Басов и А. М. Прохоров и Ч. Таунс (Ch. H. Townes) с сотрудниками], работавших в области равное пектроскопии. Они показали, что для создания К. г. необходимо объединить ансамбль микрочастиц (рабочее вещество) с элементом положит, обратной связи и обеспечить инверсию насолшшостен рабочих эноргетич. уровней ансамбля микрочастиц. Они практически одновременно создали одинаковые К. г., в к-рых рабочим веществом служил пучок молекул NH3T элементом обратной связи ≈ объемный резонатор, а инверсия насел╦нностсй достигалась сортировкой молекул по энергии (молекулярный генератор} .
К. г. радиодиапазона (мазеры) обладают наивысшей стабильностью, достигаемой в этом диапазоне, и применяются гл. обр. в качество стандартов частоты (см. Водородный генератор^ Квантовые стандарты частоты).
В 1960 были созданы К. г. олтич. диапазона ≈ лазе-
ры, работавшие на кристалле рубина Т. Мейман (Th,
Maiman) и па атомах Ne в газовой смеси HtH-No при
пониженном давлении А. Джаван (A. Javan). В обоих
случаях обратная связь осуществлялась при помощи
открытого резонатора, а инверсия насел╦пностей ра-
__л бочих уровней системы частиц обеспечивалась в слу-
330 чае рубина оитич. накачкой (см. Твердотельный лазер),
в случае He-{-Ne ≈ электрич. разрядом (см. Газоразрядные лазеры).
Диапазон волн, излучаемых К. г., ограничен радиодиапазоном со стороны длинных радиоволк и диапазоном мягкого рентг. излучения с коротковолновой стороны. Для получения более коротковолнового когерентного излучения К. г. оптич. диапазона снабжают умножителями частоты (см. Нелинейная оптика, Параметрический генератор света). Наряду с К. г., излучающими фиксированные частоты, определяемыми узкими эноргетич. уровнями микрочастиц, созданы К. г., излучение к-рых может перестраиваться по частоте (лазеры на красителях, на f -центр ах и др.). Особым классом К. г. являются лазеры на вынужденных рассеяниях разл. типов (см., напр.. Комбинационный лазер) и др. К, г.≈ преобразователи, в к-рых применяются разл. нелинейные эффекты, возникающие при большой плотности излучения первичных К. г.
Лит. СМ. при статьях Квантовая электроника. Лазер.
М. Е. Жйботи некий.
КВАНТОВЫЙ ГИРОСКОП ≈ собирательный термин для приборов квантовой электроники, служащих для обнаружения и определения величины и знака- угловой скорости вращения или угла поворота относительно тшерциальной системы отсч╦та. В основу действия К. г. положены гироскопнч. свойства частиц или волн ≈ атомных ядер, электронов, фотонов, фонопов и т. д. Эти свойства могут быть обусловлены кик cira-новыми и орбитальными моментами микрочастиц, так и зависимостью времени отхода замкнутого контура (интерферометра или резонатора), встречными световыми или поверхностными акустическими, магнитными волнами от скорости и направления вращения коЕггура. Полезный сигнал, пропорциональный скорости вращения, возникает или за сч╦т прецессии механич. и магнитных моментов микрочастиц, или за счет возникновения разности фаз или, частот между встречными волнами во вращающемся контуре.
В навигации используются лазерные гироскопы, разрабатываются волоконно-оптические гироскопы и ядерные гироскопы. Ведутся исследования электронных, ионных, радиоизотрогшых, джозефсоновских и др.
К. г.
Лит.: Малеев П. И., Новые типы гироскопов, Л., 1971; Ньюбург и др., Кольцевые интерферометры на акустических и магнитных поверхностных волнах для датчиков спорости вращении, «ТИИЭР», 1974, т. (J2, X» 12, с. 6; Л и-х а р е в К. К., У л ь р и х Б. Т., Системы с джозефсонов-скими контактами, М., 1978; К у р и ц к и М. М., Г и л д-о т а и н М. С. (ред.), Инициальная навигация, «ТИИЭР», 1983, т. 71 , JSft 10, с. 47; Шереметьев А. Г., Волоконный оптический гироскоп, М., 1У87.
И, В. Кравцов, А, И. Шелаев.
КВАНТОВЫЙ ДЕФЕКТ ≈ величина, характеризующая отличие энергии электрона в атоме от энергии электрона с тем же квантовым числом н в воцородопо-добном атоме. Введ╦н Ю. Р. Ридбергом (J. К. R yd berg) для описания спектральных серий атомов щелочных металлов простыми универсальными ф-лами, аналогичными ф-лам для спектральных серий атома водорода. К. д. иногда наз. поправкой Р и д б е р г а.
Уровни энергии £п? атомов щелочных металлов (и щелочноподобных ионон) с одним и том же орбитальным квантовым числом I с хорошей точностью можно описать ф-лой
где s ≈ зарядовое число атомного остатка, т. с. всей атомной системы, за исключением валентного элект-
рона (или спектроскопии, символ иона), Л;/≈ we4/2A2 ≈ Ридберга постоянная. Величина К. Д. Д слабо зависит от п и быстро убывает с ростом I.
Метод, основанный на введения К. д., теоретически обоснован 7(ля атомных и молекулярных ридберговских состояний: ридбсрговские состояния электрона можно описывать с помощью акалитич. ф-дий энергии. Благодаря этому метод К. д. находит широкое применение
