Quasipartícula

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Em física, quasipartículas[1] ou quase-partículas (e as excitações coletivas) são fenômenos emergentes que ocorrem quando um sistema microscópico complicado, tal como um sólido, comporta-se como se contivesse partículas fictícias fracamente interagentes.

Nomenclatura

Essas partículas fictícias são tipicamente chamadas de "quasipartículas" se elas se comportam como férmions, tal como os elétrons e os buracos, e chamadas de "excitações coletivas" se elas se comportam como bósons, como os fônons e os plasmons),[2] embora não exista uma distinção precisa utilizada universalmente.[3]

Aplicações

Quasiparticulas são particularmente importante em física da matéria condensada, visto que é um dos poucos modos de simplificar o problema quântico de muitos corpos nesses sistemas.

Exemplos

Um elétron viajando através de um semicondutor tem seu movimento perturbado de um modo complexo pelas interações com todos os outros elétrons e núcleos. No entanto, ele se comporta aproximadamente como se fosse um elétron de massa diferente, viajando através do espaço vazio. Esse "elétron" com massa diferente é chamado "elétron quasipartícula".[2] Em um exemplo ainda mais surpreendente, o movimento total de elétrons na banda de valência de um semicondutor é tal como se o semicondutor possuísse quasipartículas carregadas positivamente: os chamados buracos ou lacunas. Outras quasipartículas ou excitações coletivas incluem os fônons, (partículas derivadas da vibrações dos átomos em sólidos) e os plasmons (partículas derivadas da oscilações em plasma), entre outras.

Referências

  1. ↑ QUASIPARTÍCULA. Dicionário Houaiss de Física. Rio de Janeiro: Editora Objetiva, 2005, p. 189
  2. ↑ a b E. Kaxiras, Atomic and Electronic Structure of Solids, ISBN 0521523397, pages 65-69.
  3. ↑ A guide to Feynman diagrams in the many-body problem, by Richard D. Mattuck, p10. "As we have seen, the quasi particle consists of the original real, individual particle, plus a cloud of disturbed neighbors. It behaves very much like an individual particle, except that it has an effective mass and a lifetime. But there also exist other kinds of fictitious particles in many-body systems, i.e. 'collective excitations'. These do not center around individual particles, but instead involve collective, wavelike motion of all the particles in the system simultaneously."

Bibliografia

  • L. D. Landau, Soviet Phys. JETP. 3:920 (1957)
  • L. D. Landau, Soviet Phys. JETP. 5:101 (1957)
  • A. A. Abrikosov, L. P. Gorkov, and I. E. Dzyaloshinski, Methods of Quantum Field Theory in Statistical Physics (1963, 1975). Prentice-Hall, New Jersey; Dover Publications, New York.
  • D. Pines, and P. Nozières, The Theory of Quantum Liquids (1966). W.A. Benjamin, New York. Volume I: Normal Fermi Liquids (1999). Westview Press, Boulder.
  • J. W. Negele, and H. Orland, Quantum Many-Particle Systems (1998). Westview Press, Boulder

Ligações externas