Quasipartícula

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

↑ QUASIPARTÍCULA. Dicionário Houaiss de Física. Rio de Janeiro: Editora Objetiva, 2005, p. 189
↑ ^a ^b E. Kaxiras, Atomic and Electronic Structure of Solids, ISBN 0521523397, pages 65-69.
↑ 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

PhysOrg.com – Scientists find new 'quasiparticles'
Curious 'quasiparticles' baffle physicists por Jacqui Hayes, Cosmos 6 de junho de 2008.

[1] QUASIPARTÍCULA. Dicionário Houaiss de Física. Rio de Janeiro: Editora Objetiva, 2005, p. 189

[Kaxiras-2] E. Kaxiras, Atomic and Electronic Structure of Solids, ISBN 0521523397, pages 65-69.

[Mattuck-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."

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