مبحثی در موضوع فیزیک مادة چگال

مترجم: فرید احسانلو
منبع:راسخون
 

فیزیک مادة چگال دامنة گسترده‌ای دارد که مرزهایش هم مشخص نیست. در این رشته خواص ماده، و گاهی اوقات نیز پدیده‌هایی بررسی می‌شوند که می‌توانند مستقل از خواص ماده باشند. پیشرفت‌هایی تکنولوژی غالباً از دانشی نتیجه می‌شود که از بررسی فیزیک بنیادی در پژوهش مادة چگال به دست می‌آید پیشرفت در این رشته از نظریه، آزمایش و ایجاد ابزارهای جدید حاصل می‌شود. کار بست فیزیک در صنعت، به پژوهش‌های مادة چگال مربوط می‌شود. این مطلبی است مربوط به ترابرد بالستیکی و دیگری دربارة رسانش الکترونی در سلسیوم دی‌اکسید. فریدان، شنکر و کیو در مقدمه‌ای که بر توصیف پدیده‌های نزدیک به نقطة بحرانی نوشته‌اند در مورد یک شاره و یک گاز بحث کرده‌اند. در نزدیکی نقطة بحرانی برای طول شاخصی وجود ندارد. در این بررسی‌ها، یک رفتار عام، یعنی وجود نماهای بحرانی معین، برای چندین دسته پدیدة متفاوت جستجو می‌شود. بحث لی دربارة افت و خیزهای عام رسانندگی، یکی از خصوصیات نمونه‌های کوچک را نشان می‌دهد که در آن‌ها، برخلاف سیستم‌های بزرگ، متوسط‌گیری هنگردی (آنسامیلی) به توصیف صحیحی منجر نمی‌شود. هر سیستم کوچک "نشانه"ای دارد که آن را از هر سیستم کوچک و "همانند" دیگر متمایز می‌کند. این سیستم‌ها، نسبت به بعضی پارامترها، افت و خیزهایی دارند که هم از نظر رفتار، و هم از لحاظ تفاوت‌هایشان با یکدیگر، عامند.
این نکته واضح است که افت و خیز، در سیستم‌های دینامیکی ایجاد نوفه می‌کند. از این رو عجیب نیست که مسئلة امکان کاهش نوفه در میدان الکترومغناطیسی، توجه زیادی را برانگیخته باشد. کیمبل و لیونسون از حالت‌های چلانیده بحث می‌کنند، پدیده‌ای که در آن دانه‌ای بودن وابسته به ماهیت کوانتومی نور بررسی می‌شود. گرچه انتظار می‌رود که ایجاد شدن حالت‌های چلانیده بستگی به محیطی که این حالت‌ها در آن مشاهده می‌شود نداشته باشد، ولی صرف ایجاد این حالت‌ها باید آهنگ‌های واپاشی را تغییر بدهد و در نتیجه ابزار جدیدی برای بررسی خواص ماده فراهم بیاورد.
بررسی پدیده‌های غیرتعادلی به همان اندازة پدیده‌های تعادلی اهمیت دارد. همرفت، نه تنها به عنوان یک پدیدة فیزیکی بنیادی، بلکه به دلایل متعدد تکنولوژیکی مورد توجه است. هوهنبرگ به شرح مطالعاتی می‌پردازد که در زمینة همرفت در مخلوط‌های شاره‌ای انجام شده است. از آنجا که پخش ممکن است نقش مهمی در بررسی آشوب و پدیده‌های دیگری از این نوع داشته باشد، بعد تازه‌ای به این مطلب افزوده می‌شود. بررسی نقطة بحرانی چندگانه خصوصاً مورد توجه است.
فریدان، شنکر و کیو در مقدمه‌ای که بر توصیف پدیده‌های نزدیک به نقطة بحرانی نوشته‌اند در مورد یک شاره و یک گاز بحث کرده‌اند. در نزدیکی نقطة بحرانی برای طول شاخصی وجود ندارد. در این بررسی‌ها، یک رفتار عام، یعنی وجود نماهای بحرانی معین، برای چندین دسته پدیدة متفاوت جستجو می‌شود.
میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) همچنان با آهنگی شگفت‌انگیز گسترة تحقیق را وسعت می‌بخشد. در فیزیک سطوح، امکان کشف هندسة سه‌بعدی یک سطح از طریق بررسی آن‌ها در خلأ بسیار بالا هم¬چنان حائز اهمیت است. حالا دیگر می‌توان انرژی حالت‌های سطحی و نیز جهت تابع موج‌ها را در فضای واقعی تعیین کرد. امکان مطالعه و بررسی در هوا، ازت مایع و آب قدرت این ابزار نسبتاً جدید را نشان می‌دهد.
سرانجام نارایانامورتی شرح می‌دهد که چگونه با ایجاد ابزارهای جدید، مطالعات مربوط به دینامیک شبکه را در حوزة زمانی پیکوثانیه میسر می‌شود. یکی از پارامترهای بحرانی دینامیک شبکه، طول عمر تک‌تک فوتون‌ها است. استفاده از تپ‌های لیزری پیکوثانیه‌ای یا فمتوثانیه‌ای، برای نخستین بار مطالعات زمان واقعی را در مقیاس زمانی بسیار کوچک، ممکن کرده است. در نتیجه، با ایجاد تکنیک‌هایی که تاکنون در دسترس نبوده‌اند، گستره‌ای را که می‌توان در آن به مقایسة نتایج تجربی و نظری پرداخت وسیع‌تر می‌شود.