شبه جسيم: الفرق بين النسختين

في الفيزياء '''أشباه الجسيمات''' {{إنج|Quasiparticles}} و'''الإثارات المجمعة''' {{إنج|collective excitations'''}} (والتي هي مرتبطة بشكل وثيق) ، هي ظاهرة تحدث عندما يسلك نظام مجهري معقد مثل [[صلب (حالة فيزيائية)|الصلب]] ، سلوكا كأنه يحتوي على جسيمات مختلفة ذات تفاعل ضعيف في [[خلاء (فيزياء)|خلاء]] . على سبيل المثال، مثل [[إلكترون]] يسافر عبر [[شبه موصل]]، تكون حركته موزعة في مسار معقد عن طريق تفاعلاته مع جميع إلكترونات و[[نواة الذرة|أنوية الذرات]] الأخرى؛ إلى أن سلوكه يكون مشابه تقريباً لسلوك إلكترون بكتلة مختلفة يسافر بثبات في [[خلاء (فيزياء)|خلاء]] . هذا "الإلكترون" ذو الكتلة المختلفة يسمى "'''إلكترون شبه جسيم'''".[1] في مثال آخر، الحركة الإجمالية للإلكترونات في نطاق التكافؤ لشبه الموصل تكون مماثلة إذا كان شبه الموصل يحتوي على أشباه جسيمات مشحونة سلبياً تسمى [[ثقب إلكترون]] [https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_hole] (الثقوب) [https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_hole]. أشباه الجسيمات أو الإثارات المجمعة الأخرى تشمل [[فونون|الفونونات]] (جزئيات مشتقة من اهتزازات الذرات في المادة الصلبة)، [[بلازمون|الپلازمون]] (جزئيات مشتقة من تذبذبات [[بلازما (فيزياء)|الپلازما]]) وأخرى كثيرة.

هذه الجسيمات عادة ما يطلق عليها اسم أشباه الجسيمات إذا كانت مرتبطة [[فرميون|بالفرميونات]] ، ويطلق عليها اسم الإثارات المجمعة إذا كانت مرتبطة [[بوزون|بالبوزونات]] ، بالرغم أن التمييز الدقيق ما بينها ليس محل إتفاق ،إتفاق، وهكذا فإن الإلكترونات و[[ثقب إلكترون]] في العادة يطلق عليها اسم أشباه الجسيمات ،الجسيمات، بينما الفونونات والبلازمونات يطلق عليها عادة اسم الإثارة المجمعة.

[[صلب (حالة فيزيائية)|المادة الصلبة]] مصنوعة من ثلاثة أنواع فقط من الجسيمات: [[إلكترون|الإلكترونات]] و[[بروتون|البروتونات]] و[[نيوترون|النيوترونات]] أشباه الجسيمات ليست واحدة من هذه الجسيمات ،والجسيمات،و بدلا من ذلك، فهي الظاهرة الطارئة التي تحدث داخل المواد الصلبة. لذلك، في حين أنه من الممكن جدا أن يكون جسيم واحد (الإلكترون أو البروتون أو النيوترون) العائمة في الفضاء، يمكن أن يوجد شبه الجسيم بدلا من ذلك داخل المواد الصلبة .

الحركة في المواد الصلبة معقدة للغاية: يتم دفع وسحب كل إلكترون وبروتون (بواسطة [[قانون كولوم]]) من قبل جميع الإلكترونات والبروتونات الأخرى في صلب (والتي قد تكون نفسها في الحركة). وهذه التفاعلات القوية تجعل من الصعب جدا التنبؤ وفهم سلوك المواد الصلبة ،ومنالصلبة،ومن ناحية أخرى، فإن حركة الجسيمات غير المتفاعلة بسيطة جدا : ففي الميكانيكا الكلاسيكية يتحرك في خط مستقيم أو وفقا [[جيوديسي|لجيوديسي]] ، وهنا تكمن أهمية أشباه الجسيمات ،الجسيمات، إن الحركة المعقدة للجسيمات في المواد الصلبة يمكن تحويلها عن طريق المعادلات إلى حركة أبسط لأشباه الجسيمات المتخيلة والتي تميل للتصرف كأنها جسيمات غير متفاعلة .

=== أِشباه الجسيمات : الحركة المعقدة من الجسيمات الفعلية في الجسيمات الصلبه. ===

نشأت فكرة اشباه الجسيمات في نظرية [[ليف لانداو]] [[سائل فيرمي|لسائل فيرمي]]، التي اخترعت أصلا لدراسة [[هيليوم-3|الهيليوم-3]] السائل . بالنسبة لهذه النظم يوجد تشابه قوي بين مفهوم شبه الجسيم ومفهوم الجسيمات في نظرية مجال الكم. يتم تعريف ديناميكا نظرية [[ليف لانداو|لانداو]] بمعادلة حركية لنوع [[نظرية الحقل المتوسط|الحقل المتوسط]]. معادلة مماثلة( [[معادلة فلاسوف]])،و هي صالحة للبلازما في ما يسمى تقريب البلازما والتي فيها تتحرك الجسيمات المشحونة في [[مجال كهرومغناطيسي|المجال الكهرومغناطيسي]] الذي تولده جميع الجسيمات الأخرى بشكل جماعي، وتتجاهل التصادمات الصلبة بين الجسيمات المشحونة. وعندما تكون المعادلة الحركية لنوع الحقل المتوسط وصفا أوليا صالحا للنظام، تحدد التصويبات من الدرجة الثانية إنتاج [[إنتروبيا|الإنتروبيا]]، وتتخذ عموما شكل مصطلح اصطدام من نوع [[لودفيغ بولتزمان|بولتزمان]]، والذي يظهر فيه فقط التصادمات البعيدة فقطبين الجسيمات المفترضة . وبعبارة أخرى، فإن كل معادلة حركية لنوع [[نظرية الحقل المتوسط|الحقل المتوسط]] ، وكل [[نظرية الحقل المتوسط|نظريات الحقل المتوسط]] ، ينطوي على مفهوم '''شبه الجسيم'''.