В литературе и научно-популярных статьях часто можно встретить фразу «конденсированные среды». Есть даже направление физики, которое их изучает и называется физика конденсированного состояния.
Но что это такое? Будет ли, например, кисель, конденсированной средой? Давайте сформулируем понятное для читателя определение.
В общем-то, первые мысли, которые у вас скорее всего появились при прочтении этого термина впервые, были правильными. Из практики известно, что процесс конденсации - это превращение пара в жидкость или появление влаги на лобовом стекле при определенной погоде.
Если эту логику расширить на материалы, то конденсированной средой вам могут показаться и стол, и стул, и молоток. В любом учебнике по физике конденсированного состояния вы найдете разделы про изучение кристаллической структуры или строения материала, его специфические аспекты поведения и варианты описания всего этого. Помимо этого, будут и более интересные сущности, например - разделы, посвященные конденсату Бозе-Эйнштейна.
Мы помним, что все тела (в первом приближении, как говорится) состоят из частиц. Например, металлы состоят из атомов. Эти частицы не просто так раскиданы в пространстве, а находятся рядом друг с другом. Атомы объединены в некоторые структуры и образуют благодаря этому материальное тело. Это и будет конденсированная среда.
Конденсированная среда — это когда много однотипных частиц собрались вместе и сильно воздействуют друг на друга. Однотипные частицы – это, например, электроны, позитроны и ионы.
Не сложно догадаться, что так она называется, потому что содержит некоторое количество частиц, которые расположились рядом друг с другом.
В классическом понимании конденсированными можно считать жидкости и твёрдые тела. В жидкостях как таковой упорядоченной структуры нет, значит свойство «конденсированности» построено на наличии взаимодействия между частицами и их взаимном удержании, но не на упорядочивании структуры.
Несмотря на то, что традиционно конденсированным состоянием среды называют жидкое или твердое состояние, не всегда можно ввести простой качественный однозначный критерий, который различил бы фазовые состояния жидкости и газа. Отсюда среди конденсированных сред можно наблюдать, например, квантовые жидкости или различные малоизученные сущности.
Физика конденсированного состояния ищет причину того или иного свойства объекта во специфическом взаимодействии частичек друг с другом. Искать решения приходится для всей конденсированной системы в целом без отрыва мельчайших объектов.
Тут-то вся суть вопроса раскрывается очень ярко! Получается, что миллионы однотипных частиц, могут взаимодействовать друг с другом миллиардами способов и именно это будет формировать ряд свойств. Проявляются и интереснейшие квантовые взаимодействия, которые рассматривают кванты единого конденсированного тела. Квантование позволяет не просто отделить единичную частицу, а отделить некоторый фрагмент (квант) с характерными свойствами, объединяющими множество взаимодействий.
Возьмем, например, описание кристаллического строения тела. Это некоторая упорядоченная структура, состоящая из однотипных атомов. Атомы могут расположиться вдоль некоторых линий. Такое упорядочивание приведет к появлению у материала ярко выраженных анизотропных свойств. В одном направлении механические (и даже физические) свойства тела будут значительно отличаться от его свойств в другом направлении. Тут конечно не просматривается эта интересная обобщенная взаимосвязь, но это одна из ступеней изучения подобных состояний. Можно выделить фрагмент, который будет обладать рядом свойств.
Обязательно подписывайтесь на канал возвращайтесь за новым контентом! Материалы выходят регулярно!
--------------------------------------
- Много интересного выходит на телеге проекта
