цией. Иногда под К. л. подразумевают только люминесценцию, идущую по третьему механизму.
Слои из поликристаллич. кооперативных люминофоров используют для изготовления светодиодов с видимым свечением на основе GaAs : Si диодов с высокой эффективностью ИК-излучеыия (в области 0, 9-М, 0 мкм), а также для приготовления экранов, визуализирую-щих поля излучения нск-рых ИК-лазеров (в т. ч. ЙАГ:
Лит.: Ч у к о в а Ю. П., Антистоксова люминесценция и новые возможности ее применения, М., 1980.
Ю. П. Тимофеев.
КООПЕРАТИВНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ≈ явления в много-яастичной системе, связанные с когерентным (согласованным) взаимодействием большого числа частиц (иначе говоря, с развитыми многочастичными корреляциями). Простейший пример К. я. ≈ гидродинамич. движения (звук, теплопроводность и т. п.). Такие движения связаны с локальными изменениями термодинамич. характеристик (плотности, давления и т. д.), а также скорости и имеют достаточно большие пространств, и временные масштабы (необходимые для установления локального равновесия). К. я. происходят как в равновесных физ. системах, так и в системах разл. природы (физ., хим., биол. и т. п.), находящихся вдали от термодинамич. равновесия.
Равновесные кооперативные явления можно разделить на две группы: критические явления, связанные с разл. фазовыми переходами, и когерентные явления, связанные с установившейся макроскопич. упорядоченностью. Примером первого типа К. я. служит аномалия тепло╦мкости вблизи Х-точки 4Не, примером второго типа ≈ отсутствие вязкости (сверхтекучесть) 4Не при темп-pax ниже Я-точки. Сверхтекучесть, как и сверхпроводимость, представляет собой пример квантовых К. я., при к-рых квантовая когерентность проявляется в макроскопич. масштабах. К такого же рода явлениям относится и неустойчивость Пайерлса ≈ Фр╦лиха, наблюдаемая в ряде квазиодномерпых мсталлич. и органич. соединений и приводящая к появлению пространств, модуляции электронной плотности (т. н. волны зарядовой плотности). Причиной неустойчивости Пайерлса ≈ Фр╦лиха является, как и в случае сверхпроводимости, электрон-фононное взаимодействие. Хорошо известные примеры К. я. ≈ ферромагнетизм и антиферромагнетизм ≈ явления, связанные с установлением дальнего магн. порядка того или иного типа. Когерентные явления в упо-рядоч. фазах вещества, как правило, можно описать в терминах слабо взаимодействующих квазичастиц (фононов и ротонов в сверхтекучем 4Не, спиновых волн в магнетиках и т. п.). Критич. явления при фазовых переходах 2-го рода не допускают такого описания, они связаны с интенсивным взаимодействием большого кол-ва флуктуирующих степеней свободы.
Неравновесные кооперативные явления имеют место в открытых системах, дал╦ких от термодинамич. равновесия, их существование связано с диссипацией энергии. Нек-рые из них обусловлены возникновением в неравновесной системе макроскопич. пространств, когерентности (диссипативной структуры)] они в значит, степени аналогичны равновесным К. я. при термодинамич. фазовых переходах. К ним относятся: когерентное излучение лазера (пример квантового неравновесного К. я.), неустойчивость Рэлея ≈ Бенара, возникающая в нагреваемом снизу слое жидкости, образование пространственно неоднородных структур при нек-рых хим. реакциях, а также в процессе морфогенеза (см. также Неравновесные фазовые переходы). Успешное описание процессов в лазере вблизи порога генерации в терминах Ландау теории фа-вовых переходов 2-го рода положило начало построению единого подхода к неравновесным К. я., составляющего предмет нового научного направления ≈ синергетики. Общая идея такого подхода состоит в следую-
щем: при достаточно высокой степени неравновесности (мощности накачки в лазере, температурном градиенте в неустойчивости Рэлея ≈ Бенара) тривиальное (бесструктурное) состояние системы становится неустойчивым по отношению к малым флуктуациям; анализ ди-намич. ур-ний в линейном приближении позволяет определить те моды (степени свободы), к-рые первыми теряют устойчивость; вблизи порога неустойчивости эти (критич.) моды релаксируют наиб, медленно, что да╦т возможность исключить из динамич. ур-ний остальные (некрнтич.) моды и получить эфф. нелинейные ур-ния для амплитуд критич. мод (параметров порядка). В тех случаях, когда критич. моды обладают лишь пространственной (но не временной) структурой (как во всех привед╦нных примерах), ур-ния для параметров порядка аналогичны ур-ниям теории Ландау. Это позволяет определить функционалы распределения вероятностей разл. состояний системы, формально сходные с распределением Гиббса.
Ряд важных неравновесных К. я. связан с появлением временных (или пространственно-временных) структур, напр.: осцилляции тока в диоде Ганна, осцилляции плотностей хим. компонентов в реакции Белоусова ≈ Жаботинского и численностей разл. видов животных в экологич. системах, распространение электрич. волн в нервных клетках и т. п. Динамич. ур-ния для параметров порядка таких систем (активных сред) не допускают построения распределений вероятности, сходных с распределением Гиббса. Общего статнстич. подхода к описанию активных сред в настоящее время не существует. Один из наиболее интересных типов волновых К. я. в активных средах ≈∙ автоволны.
Особый тип К. я., к-рые нельзя отнести ни к критическим (в обычном смысле), ни к когерентным, представляют явления, связанные с процессами замерзания в ст╦клах (структурных, спиновых, электрич. и т. п.). Замерзание ст╦кол, в отличие от обычных фазовых переходов, не приводит к изменению симметрии системы, однако качественно изменяет макроскопич. свойства системы (в частности, структурные ст╦кла, как и кристаллы, обладают конечным модулем сдвига, что отличает их от жидкостей). Структурные ст╦кла образуются при быстром охлаждении чистых веществ (напр., Si02) пли сплавов. Состояние стекла является метастабиль-ным, за очень большое время (порядка сотен лет для Si02) стекло кристаллизуется. В этом смысле структурные ст╦кла не являются равновесными системами, однако они также принципиально отличаются от неравновесных диссипативных структур, существующих за сч╦т прптока энергии извне. Естественно называть происходящие в них процессы к в а з и равновесны ми кооперативными явлениями. Кооперативный характер процесса замерзания структурных ст╦кол проявляется, в частности, в температурной зависимости вязкости ц охлаждаемой жидкости при темп-pax Т выше точки замерзания Г0, к-рая описывается эмпприч. законом Бугеля ≈ Фул-ч е р а: г]~ехр[<?0/й (Т≈Т0)]. Существование конечной темп-ры замерзания Т0 указывает на кооперативный характер релаксации в ст╦клах, в отличие от обычных активац. процессов, подчиняющихся закону Аррениуса: т]~ехр(£/6Г).
Спиновые стекла представляют собой неупорядоч. тв╦рдые растворы магн. атомов в немагнитных со случайным (зависящим от конкретной реализации раствора) знакоперем. взаимодействием между магн. моментами. Образование к.-л. регулярной структуры в такой системе невозможно. Тем не менее при понижении темп-ры Т из-за взаимодействия между спинами процессы спиновой релаксации замедляются, прич╦м для макс, времени релаксации хорошо выполняется закон Бугеля ≈ Фулчера, и при Т<Т0 возникают ненулевые ср. магн. моменты на отд. атомах (средний по системе момент при этом отсутствует). Наиб, характерной чер-
ш
3 X ш
а ш
О
S
457
