Малочастичные системы

В механике система нескольких тел состоит из небольшого числа четко определенных структур или точечных частиц .

Квантовая механика

В квантовой механике примеры систем с немногими телами включают легкие ядерные системы (то есть связанные и рассеянные состояния с несколькими нуклонами ), малые молекулы , легкие атомы (такие как гелий во внешнем электрическом поле ), атомные столкновения и квантовые точки . Фундаментальная трудность в описании систем малого числа тел заключается в том, что уравнение Шредингера и классические уравнения движения не разрешимы аналитически для более чем двух взаимно взаимодействующих частиц, даже если основные силы точно известны. Это известно как проблема нескольких тел. Для некоторых систем трех тел точное решение может быть получено итерационным путем с помощью уравнений Фаддеева . Можно показать, что при определенных условиях уравнения Фаддеева должны приводить к эффекту Ефимова . Большинство систем трех тел поддаются чрезвычайно точным численным решениям, которые используют большие наборы базисных функций, а затем вариационно оптимизируют амплитуды базисных функций. Частными случаями являются молекулярный ион водорода или атом гелия. . Последнее было решено очень точно с использованием базисных наборов функций Хиллерааса или Франковского-Пекериса (см. ссылки на работы Г.В.Ф. Дрейка и Дж.Д. Моргана III в разделе «Атом гелия» ).

Во многих случаях теории приходится прибегать к приближениям для рассмотрения систем малого числа тел. Эти приближения должны быть проверены подробными экспериментальными данными. Для таких испытаний особенно подходят атомные столкновения или прецизионная лазерная спектроскопия. Фундаментальная сила, лежащая в основе атомных систем, электромагнитная сила, по существу понятна. Следовательно, любое расхождение, обнаруженное между экспериментом и теорией, может быть напрямую связано с теоретическим описанием эффектов малого числа тел или с существованием новых фундаментальных сил (сил, выходящих за рамки стандартной модели). В ядерных системах, напротив, основная сила гораздо менее понятна. Более того, при атомных столкновениях число частиц может оставаться достаточно небольшим, чтобы экспериментально получить полную кинематическую информацию о каждой отдельной частице в системе (см. статью о кинематически полном эксперименте ). В системах с большим числом частиц, напротив, обычно можно измерить только статистически усредненные или коллективные величины системы.

Классическая механика

В классической механике проблема нескольких тел является подмножеством проблемы N тел .

Исследовать

Одним из известных журналов, освещающих эту область, является Few-body Systems .

Тематическая группа Few Body в Американском физическом обществе .

Ссылки

• Л.Д. Фаддеев, С.П. Меркурьев, Квантовая теория рассеяния для нескольких систем частиц, Springer, 31 августа 1993 г., ISBN   978-0-7923-2414-0 .
• М. Шульц и др., Трехмерное изображение атомных четырехтельных процессов, Nature 422, 48 (2003).
• Эрих Шмид, Хорст Цигельманн, Квантовомеханическая задача трех тел, Калифорнийский университет, 1974 г.
• В.Б. Беляев (V.B. Belyaev), "Лекции по теории малочастичных систем" (Lectures on the theory of few-body systems), М., Энергоатом из дат (Energoatomizdat, Moscow), 1986

Внешние ссылки

• Лаборатория теоретической физики им. Боголюбова (Объединённый институт ядерных исследований), сектор малотельных систем
• Объединенный институт ядерных исследований (Россия)
• Американского физического общества. Тематическая группа Few Body Архивировано 19 декабря 2018 г. в Wayback Machine.