|
|
в теории фотоиопизации атомов и молекул и в теории электроино-атомных столкновений.
Лит.: Вен ion М. J., Quantum defect theory, «Repts Ргокг. Pbys.», 19*3, V. 46, p. 167. Е. А, Юпов.
КВАНТОВЫЙ КРИСТАЛЛ ≈ кристалл, в к-ром ам-влитуда нулевых колебаний «0 частиц, ооразующих кристаллич. реш╦тку, сравнима с межатомным рас-стоянием я,-что приоодит к заметной вероятности ко-герентных туннельных перемещении и перестановок частиц в оси. состоянии. Степень «квант ОБ ост и» крн-стал.иа можно характеризовать до значению т. п. п а-р а метра д е Бура:
\ (fi fn\n rr>f-\lifs ~ f/, »/,\2 /4\ л~ (Ь/а)/(пгь) (о-о/ а) , (i)
величина к-рого растет с уменьшением массы т ча-стиц ц энергии их взаимодействия Я. Наиб, значения Л достигает для кристаллов *Не <Л~0,5); *Нс (0,4); Н ?0 3^ Ne(0 1)
В 'обычных' кристаллах частицы, образующие ре-т╦тку, при низких темп-pax локализованы, их движе-вис сводится к малым колебаниям около положений равновесия (узлов кристаллич. решетки). В К. к. большая амплитуда нулевых колебаний приводит к пантовой делокализации частиц: частицы могу? со-вершать когерентные иодбарьериыо переходы (см. ТуНнелЬпый эффект) на соседние узлы кристаллич. реш╦тки и меняться местами/ Вероятность туннели-рованяя частиц w экспоненциально раст╦т с увеличе-
НИР V
м * '
раздела фаз квантовая, жидкость ≈ К. к. кристалли-зационных волн, а также существование специфич.
квантового атомно-шероховатого состояния поверх-HQCT|f раздела.
Кроме 'перечисленных выше кристаллов к К. к. иногда относят также растворы водорода в тяж╦лых металлах. Такие кристаллы являются квантовыми но отношению к л╦гким частицам и классическими по отношению к тяж╦лым атомам. Кроме того, к К. к. относят гипотетич. кристаллы, состоящие не из атомов или молекул, а из электронов, экситонов и т. п. (см. Вигнероаский, кристалл].
Лит, см. при Статьях Квантовая диффузия. Гелий тв╦рдый.
-а со
О
В результате в К. к. исчезает возможность отождсств-ления между частицами и узлами реш╦тки и начинают проявляться эффекты квантовомсханич. тождествен-ности частиц, в т. ч. обменное взаимодействие. Кроме того, возникают большие корреляц. эффекты, связан-ныс с возможными когерентными перестановками боль-шого числа частиц в осн. состоянии. Так, в твердом ре иптиферромагн. упорядочение кристалла при низких темч-рах (см. Гелий твердый) во многом on-ределяется 3- и 4-частичными обменными процессами (3Не ≈ уникальный пример ядерного магнетика ≈ электронный спин атомов 3Не равен 0; в ооычных кристаллах обменное взаимодействие, как правило, является двухчастичным). Необходимость учета силь-ных многочастичпых корреляций усложняет расчеты иараметров осн. состояния К. к.
Отсутствие отождествления частиц и узлов решетки означает также, что в К. к. снимается треоованис равенства в иен. состоянии числа частиц и у^лов ре-т╦тки, т.е. в К. к. могут существовать нулевые ва-капсии. Равновесная концентрация вакансии в К. к. при Г =- О К может оказаться отличной от 0 (в обычных кристаллах равновесная концентрация вакансии при уменьшении Г экспоненциально -»- 0). Наличке ну-левых вакансий могло бы привести к сверхтекучести К. к. и ' к возможности бездиссипатиьного точения кристалла при неподвижной кристаллич. реш╦тке.
Т. к. частицы К. к. тождественны, то непосредст-веяно наблюдать квантовую делокализацию частиц в осн. состоянии трудно. Положение меняется, если в К. к. имеются точечные дефекты (вакансии, прямее-ные атомы, междоузелыше атомы, перегибы на дис-локациях и пр.). В этом случае дслокализация частиц К. к. означает также и делокализацию точечных де-фактов, превращающихся в своеобразные квазичасти-цы ≈ дефектоны, практически свободно двигающиеся через кристалл. Свойства дефектонов аналогичны свойствам др. квазичастиц в тв╦рдых толах, а шири-
на энергетической зоны дефектонов Д~и>А2/та2 (см. также Вакапсион, Примесон]. Зонное движение дефектонов в К. к. проявляется в квантовой диф-фузии и в особенностях внутреннего трения. Дс-локализация поверхностных дефектов К. к. обуслов-ливает возможность распространения вдоль границы
КВАНТОВЫЙ МАГНИТОМЕТР (тесламетр) - прибор
*ля ^морения слабых магн. полей, основанный да определении частоты квантового перехода парамагп. частиц с одного зеемановского подуровня на1 другой. Рмиость энергий между зеемановскшш подуровнями п^°^' напряженности магн. поля Я (см. Зеемана
∙##""»)∙ К. и. обладает высокой чувствительностью, постоянной в широком диапазоне ср. и малых яначс-нип Н~ Применяется для маги, разведки полезных ископаемых, исследования магн. поля Земли и др. планет Солнечной системы и межпланетного ирост-Ра«ства. * также для биомагн. исслодовании и др. Принцип работы. В наиб, распространенном К. м. част()та "дохода о> между выбранными подуровнями определяется по резонансному поглощению э л. -маги. излучения. Т.к. разность энергий Д<? между маги.
i
подуровнями в равновесном состоянии мала (Д£≈ йй>, по частоте w соответствует радиодиаиазолу), то насед╦нности этих уровней близки. Поэтому измерение д# затруднительно. Для достижения высокой чув-СТВителыюсти необходимо нарушить равновесное состояние системы пут╦м магн. поляризации вещества, т< е> увеличить разность насел╦нностеи для выбранных подуровней. Существует неск. способов магн. поляри3ации вещества, напр, наложение сильного допол-HI1Ti Maril_ поля (ядерно-прецессионный или протонный К. м,) или воздействие па си-стему световым излучением резонансной частоты (К. м. с ОИТ11Ч. накачкой). В основе действия и тех и других ЛСЖ11Т явление магнитного резонанса.
Существуют также К. м. нерезонансного типа, ос-Нованные на оптич. ориентации атомов и иснользо-вании явления пересечения или антипересечения магн. подуровней в слабом магн. ноле (магнитометр Хайле), и на Дж0зефсона эффекте (см. Сквид).
Протонный К. м. основан на прецессии протонов в Marili поле> в отсутствие внеш. магн. поля магн. мо-менть, отд, Лр0тонов ориентированы хаотично. Внеш. подмагничивающее поле Ип ориентирует протоны в направлении Пп. В результате вещество приобретает макроскопич. ядерную парамагн. намагниченность, вектор к-рой М после выключения //п прецессирует
вокруг Н с частотой
_^ └.
° 'ид '
где ysu≈ гиромагн. отнотпение протона. Т. к. "ряд известно с большой точностью, то 11 определяется измерением со0 также с высокой точностью.
В протонных К. м. сосуд с богатой протонами жид-костью (спирт, вода, керосин и др.} помещают внутрь катушки, создающей поле //п~ 10 мТл, обеспечивающее необходимую поляризацию вещества и направленное приблизительно перпендикулярно измеряемому полю Jf> Т. к. вещество находится иод действием двух полей ≈ слабого измеряемого Н и поляризующего //п, то прецессия вектора ядерной намагниченности тгро-исходит вокруг вектора суммарного поля //+НП. Если :^тем 1]°ло Нп быстро выключить, вектор намаг-идейности будет прецессировать с частотой а^у^Я вокруг И (затухающая свободная прецессия). Для __ . измерения частоты прецессии индукционную катушку 331
