可以具体讲一下费米液体理论么?

可以具体讲一下费米液体理论么?
可以具体讲一下费米液体理论么?

可以具体讲一下费米液体理论么?
我们知道,金属导体在一定温度下会出现超导现象,也就是在这种温度下金属导体的电阻为零,金属的电阻率突然变为零,使电子的运动速率保持不变,物质的运动惯性在这里体现的特别好,永远以某一个速率运动下去,这种现象在低温物理研究中,称为超导现象；我们还知道另一种现象,液体在流过很细的导管,是很困难的,特别是比较稠密的液体,液体与管子的作用力是很大的,要用很大的压力才能将液体压到管子的另一端,但是在低温液体的流动现象里,却会出现奇特的现象,不用任何压力,液体就能顺利地从管子的一端流进,并且流到另一端,这种现象在低温物理现象中称为超流现象.这是物理学家在低温物理研究中发现的一种现象,它也是自然界现象中的一部分,只是人类的科学研究工作发展到一定的程度,研究必然是从自然中来,到自然中去,同时又会“超越”自然界的一种行为.
我们还知道,物质所处位置的光子信息的能量密度,若是为零,物质中的所有微粒都不可能吸收到光子信息,不能吸收到光子信息,也就不可能发出光子信息；就是说物质存在,物质微粒也存在,但是物质不吸收光子信息,也不发出光子信息；如果物质所处位置的光子信息能量密度等于零,既然是光子信息的能量密度等于零,这里没有光子信息,物质吸收光子信息和发出光子信息必然为零,物质微粒必然这样做,物质存在不吸收不发出光子信息,但是由于物质体内存在光子,物质内部的温度不可能是绝对的零度,物质可能还会发出一部分光子信息.更多的情况是物质吸收、发出光子信息,只是吸收、发出光子信息的能量强度小,远远小于人类所能观察到的灵敏度,如果物质真的处在没有光子信息的地方,也就是光子信息的能量密度真的等于零,物质微粒真的不吸收不发出光子信息,物质就不会存在,物质就会表现为暗物质,物质的惯性不存在,物质的什么性质也没有了,我们看不到物质,我们不能作用到物质身上,物质不能与我们发生任何作用,物质的存在就好像是进入到了另一个时空,可以说是物质进入到暗物质的世界里,我们知道物质的分子热运动,也是由于分子吸收光子信息而做的一种杂乱无章的运动,如果物质分子进入到光子信息能量密度为零的区域,分子吸收不到光子信息,分子的热运动消失,物质处于绝对零度的地方,我们自然界没有绝对零度的地方,也就没有光子信息能量密度为零的地方,也就不会有明物质突然转变为暗物质的现象,我们说：明物质转变为暗物质的现象,只是物质发出光子信息的能量密度,远远小于人类的灵敏度,让人们观察不到了,好像是物质进入了另一个时空,好像是明物质转化为暗物质,事实上物质依然是明物质,只是物质吸收与发出的光子信息能量密度,远小于人体的能量状态.
但是存在这样一种情况,物质所处位置光子信息的能量密度确实不为零,但是物质的光子信息与环境的光子信息,相差太远,这种物质不吸收环境的光子信息,物质的光子信息、光子数量、频率等都不发生变化,也就是物质的光子信息永远保持原来的状况,物质不吸收不发出具有自己特征的光子信息,就是说物质自己进入到了人类自己定义下的新时空,也就是物质由明物质转化为了暗物质.这种情况下物质的惯性意义更加明确,物质将按照转化为暗物质之前的运动状态运行,也就是人们常说的匀速直线运动状态,直到这种暗物质,开始与周围的光子信息作用光子为止,也就是暗物质又转化为明物质时,物质的运动状态才开始变化,也就是通常物理学里讲到的牛顿第一定律,物体在不受任何外力的情况下,总保持匀速直线运动状态,直到有外力作用到这个物体,让这个物体改变运动状态为止.
通过这里的分析,可以知道牛顿第一定律在自然界宏观存在时,也是需要一定的条件,物体要保持匀速直线运动状态是非常不容易的,必须是光子流的能量密度不发生变化,在单位时间内,向各个方向上获得光子冲量是相同的,只要存在光子能量流,也就是只要存在电场、或磁场,物质在各方向上吸收发出光子信息的能量强度就不同,就会或多或少地改变物质的运动状态,这是德布罗意的物质波存在的本质；如果物质所处位置的光子信息能量密度一样,在单位时间内各方向吸收、发出光子信息能量一样,或者是物质位于绝对零度的地方,也就是没有光子或光子信息的地方,德布罗意的物质波将不复存在,或者理解为在绝对零度的地方,作光的干涉衍射实验,是不容易做成功的,因为在哪个地方,光子信息的能量密度接近于零,光子与光子信息作用的可能性是很小的,光子只能是直线前进,做波动的可能性很小,或者理解为在绝对零度的地方,光不可能存在干涉和衍射现象.
为什么金属导体在一定的温度下,会出现超导现象,没有电场力的情况下电子的运动动能不变化,也就是电子会按照原来的运动状态运动下去,从这个现象中说明,有两种情况出现,1、电子在这个温度下,在环境光子信息能量密度非常小的情况下,不与周围光子信息作用光子,不吸收电子周围的光子信息,电子没有表现出自己的物质特性,但是电子的惯性是存在的,从超导体流过电流的情况下,导体周围存在磁场这一现象来看,这种情况出现的可能性是很小的；2、电子在极低的温度下,在光子信息能量密度非常小的情况下,电子在各个方向上,吸收光子信息的能量近似相等,表现为电子是匀速前进的,不改变自己的动能,宏观表现为电流一直流动,电阻率突然变为零.从种种迹象来看,出现第二种情况的可能性大一些,无论是哪一种情况,都是电子与周围作用光子信息的能量非常小,但是随着温度的上升,电子周围的光子信息能量密度越来越大,电子与周围作用光子信息的可能性越来越大,出现非均衡性越来越大,电子被加速、被减速的机会越来越多,就会出现电流没有推动力就会停止的现象,也就是人们所说的电阻.在高温状态下,想找到超导材料是非常困难的,不过,随着人们的努力,总有一种物质存在,让电子在这里吸收、发出光子信息是各个方向是均衡的,电子在它内部运动时,在常温下没有阻力,出现常温下的超导.
由于在出现金属导体的超导现象时,物质是处于特别低的温度之下,而且温度特别低,意味着导体内部的光子信息能量密度特别小,也就是在单位体积内光子数量特别少,那么在超导体外部存在电场和磁场,对超导体内部的影响就特别小,也就是说不仅仅金属导体有屏蔽电场和磁场的作用,低温物质同样具有屏蔽电场和磁场的作用,特别是电场与磁场在这种物质,也就是通常所说的电磁波,在极低的温度下传播的速度会慢下来,特别是电磁波在宇宙深处传播速度会很慢.
为什么液体在极低的温度也会出现超流现象,这是因为物质分子在这个温度下,分子周围的光子信息能量密度非常小,分子几乎不与周围作用光子,分子的质量几乎为零,特别是由于光子信息的能量密度几乎为零,地球上的光子信息也不能传到这种液体身边,分子也不能吸收与发出地球的光子信息,液体分子表现不出地球的万有引力,由于在这个温度下,光子信息的能量密度几乎为零,在液体周围没有光子信息的能量流的差别,液体表现不出各方面受力的差别,同样没有重力的影响,由于管子辟的温度也是很低的,分子不与管子吸收、发出光子信息,液体分子就不能表现出与管子有作用力,也就是平时人们所说的液体粘致力,液体只是按照光子信息的能流方向运动,这个运动事实上是电场方向、温度差、光子流造成的,液体能够轻易地从管子一端流到另一端,好像液体的重力就不存在一样.从超流现象,可以想见,物质是不是存在重力,并不是说这个物质有没有质量,这个物质是不是在地球周围,而是因为这个物质是不是吸收、发出地球的光子信息,如果不吸收、不发出地球的光子信息,这个物质就不具有重力,从一个侧面说明,重力也是由于物质作用地球上对应的光子信息而发生的一种作用力,如果有人让某一个物体不吸收、不发出地球上的光子信息,这个物体将会失去重力.
无论是超导、还是超流现象,是人为所做的实验,也是自然界存在的一种自然现象,也是光子信息作用能量比较小的时候所表现出的特别现象,事实上在宏观物质运行中同样存在这种现象,只是没有引起人们的重视,特别是物质界的精子与卵子的结合方式上,必然是按照光子能流的方向运行的,也就是存在光子能量密度差,存在温度差,不然精子无法找到卵子的位置,所有事物的发展都是这个道理,只有存在光子信息的能量密度差,才能给人们找到一种运行的方向.
就是在超流现象中,如果不存在温度差,不存在光子信息的能量密度差,不存在光子流的趋势,所有物质都不会改变运动趋势,金属导体不会出现超导,液体不会出现超流,但是只能是维持这种超导、超流现象.
超导、超流现象的宏观思考,人们能够找到低温下的金属超导体,一定能够找到高温下的超导体,能够找到电子运动下高温下的超导体,好像是物质的分子、原子、原子核都不存在一样,也就是物质中的这些微粒都不对电子有作用力,什么分子力、电场力、核力统统不存在,这是因为电子与这些物质的光子信息作用后,是平衡的,好像是,这些单个微粒都不存在一样,是的,这些微粒是不是存在,电子并不知道,只有吸收了这些微粒的光子信息后才能知道,当这些微粒不发出光子信息,或者是吸收与发出光子信息是平衡的,这些微粒的存在对电子就没有意义,对电子来讲,分子、原子、原子核就不存在,相应的作用力也就不存在.既然人们能找到高温下的电子超导体(目前没有找到),同样能找到一个宏观物体的高温超导体,比如找到某种物质,这种物质在某个光子信息下,对应一个药片,是这个药片的超导体,药片在穿过这种物质时,就好像物质内的分子原子都不存在一样,对应的分子力、电场力、原子核的力量统统不存在,药片可以顺利穿过这种物质,人类能不能做到这一点,没有人能说清楚,这只是理论上的问题.
1938年,卡皮查和艾伦等同时发现了He II超流.He II能以每秒几厘米的速度流过两块压紧的抛光玻璃表面所形成的缝隙（~10-5 - 10-4cm）.液He II能够流过毛细管或狭缝而不呈现出任何粘滞性,这种性质称为超流.
实验表明λ相变是热力学二级相变（自由能一级微商连续,但二级微商不连续）.λ相变不能完全用玻色-爱因斯坦凝聚来解释,理论计算表明玻色-爱因斯坦凝聚发生在3.13K而非2.17K,并且玻色-爱因斯坦凝聚是三级相变.更严重的是,玻色-爱因斯坦凝聚无法解释超流现象.
液He-4超流,可以用朗道理论解释.液He中,相互作用的多原子体系是一个具有特定量子态和能量本征值的整体.低温时,只有低激发态的行为对系统有影响.低激发态可看作是若干具有一定动量p和能量E(p)的准粒子（或元激发）在物体内的运动.因而原子间的相互作用被归于准粒子的能谱E(p),相互作用多原子体系变为准粒子组成的理想气体.
为了解释超流,朗道猜测液He-4的准粒子谱中存在极小值（如图）,后该预言被非弹性中子散射实验证实.即液He中有两种元激发,一种是声子元激发：E(p)=cp,这里c是声速,实验值为约239m/s,另一种是旋子元激发：E(p)=Δ+(p-p0)2/2m*,这里Δ是能隙,m*是有效质量.
根据郎道超流理论,当液He-4在毛细管中流动时,只要流速不超过临界速度,液体内就不会产生新的元激发,即液体流速不会减漫,表现为粘滞系数为0.
液He-3超流
1972年Osheroff等发现在液He-3溶解曲线（固相和液相分界线）上,在2.6mk和2.0mk处有两个相变点,新出来的相是液He-3的超流相.相图显示：在34个大气压以上He-3处于固相；低于34个大气压处于液相,液相又可分为正常相、超流A相和B相.正常相到A相或B相的转变是二级相变,A相到B相的转变是一级相变.
He-3原子的电子总自旋为0,核自旋为1/2,是费米子.因此我们无法用液He-4超流理论解释液He-3超流,但液He-3正常相可以用费米液体理论（Fermi liquid theory）解释,这启发理论家用超导电性的BCS理论解释液He-3超流.
在液He-3费米面附近具有相等相反动量He-3原子,通过液He-3的自旋极化,可在粒子之间产生吸引的有效相互作用,形成配对,超流部分对应的就是这些束缚配对.但与BCS电子配对不同的是：由于原子间存在强的近距排斥作用,构成束缚对的两粒子相对轨道运动处在非零的l=1态,能量才是有利的,为保证费米子波函数交换反对称,自旋部分波函数必须是对称的,即自旋是平行配对（BCS是自旋反平行配对）的.
配对后的He-3原子在费米面上形成能隙Δ（该能隙可是各向异性的）,如果要拆散这一配对则需2Δ的能量.假设所有束缚对都以相同质心速度定向运动,则在低温下束缚对很难被破坏掉,即表现为粘滞系数为0.
http://www.qiji.cn/baike/pages/15.html
液He-3超流
1972 年Osheroff等发现在液He-3溶解曲线（固相和液相分界线）上,在2.6mk和2.0mk处有两个相变点,新出来的相是液He-3的超流相.相图显示：在34个大气压以上He-3处于固相；低于34个大气压处于液相,液相又可分为正常相、超流A相和B相.正常相到A相或B相的转变是二级相变,A相到B相的转变是一级相变.
He-3原子的电子总自旋为0,核自旋为1/2,是费米子.因此我们无法用液He-4超流理论解释液He-3超流,但液He-3正常相可以用费米液体理论（Fermi liquid theory）解释,这启发理论家用超导电性的BCS理论解释液He-3超流.
在液He-3费米面附近具有相等相反动量He-3原子,通过液He-3的自旋极化,可在粒子之间产生吸引的有效相互作用,形成配对,超流部分对应的就是这些束缚配对.但与BCS电子配对不同的是：由于原子间存在强的近距排斥作用,构成束缚对的两粒子相对轨道运动处在非零的$l=1$态,能量才是有利的,为保证费米子波函数交换反对称,自旋部分波函数必须是对称的,即自旋是平行配对（BCS是自旋反平行配对）的.
配对后的He-3原子在费米面上形成能隙Δ（该能隙可是各向异性的）,如果要拆散这一配对则需2Δ的能量.假设所有束缚对都以相同质心速度定向运动,则在低温下束缚对很难被破坏掉,即表现为粘滞系数为0.
1938年,卡皮查和艾伦等同时发现了He II超流.He II能以每秒几厘米的速度流过两块压紧的抛光玻璃表面所形成的缝隙（~$10^-5$ - $10^-4$cm）.液He II能够流过毛细管或狭缝而不呈现出任何粘滞性,这种性质称为超流.