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Quasiparticella.

Fis. - In fisica della materia condensata, eccitazione elementare di un sistema le cui proprietà sono modificate dall'interazione con il mezzo e la cui vita media τ sia abbastanza lunga affinché sia ben definita l'energia associata, (τ>>ħ/). Come esempio, si considerino le piccole oscillazioni reticolari in un cristallo: con opportune ipotesi, è possibile dimostrare che il sistema è equivalente a un insieme di oscillatori armonici disaccoppiati, ciascuno in vibrazione con una frequenza caratteristica. Le eccitazioni dei singoli oscillatori equivalenti costituiscono le eccitazioni elementari del sistema; le q., quindi, possono essere sia modi normali di oscillazione del mezzo, sia particelle vere e proprie, considerate unitamente alle interazioni con le particelle che costituiscono il mezzo. Così, le vibrazioni elastiche di un mezzo danno origine al fonone e le onde di spin originano il magnone; dall'elettrone, tenendo conto degli effetti di polarizzazione in un reticolo, si ha il polarone e, analogamente, dal fotone si ha il polaritone. Il concetto di q. ha notevoli applicazioni nello studio degli stati eccitati a bassa energia di un sistema quantistico a molti corpi. In diversi casi, infatti, si può sostituire al sistema reale un sistema ideale, i cui costituenti elementari siano pensati non interagenti: le energie dello stato fondamentale, quindi, si ottengono distribuendo i costituenti elementari negli stati di singola particella. Nel sistema fisico reale, invece, le interazioni modificano il moto dei singoli componenti, rendendoli correlati: l'ipotesi fondamentale del modello di q. sta nell'assumere che l'energia totale di uno stato debolmente eccitato del sistema si possa ottenere sommando all'energia dello stato fondamentale i contributi dei singoli stati di singola q. e ammettendo che il principale effetto della interazione sia la modifica della legge di dispersione (legge dipendente dallo spin della particella, che ne fornisce l'energia in funzione della quantità di moto). In altri termini, l'ipotesi fondamentale del modello a q. consiste nella possibilità di fornire una diagonalizzazione parziale dell'energia del sistema; tale diagonalizzazione può essere ottenuta con tecniche diverse a seconda dei sistemi. Ad esempio, in un solido la forma quadratica dell'energia potenziale nelle piccole oscillazioni è resa diagonale tramite una trasformazione di coordinate, da cui si hanno i fononi; il polarone, invece, si ottiene mediante una trasformazione che riveste l'elettrone dell'interazione con la polarizzazione del reticolo. Il modello a q., in definitiva, consente di derivare una termodinamica dei sistemi reali a molti corpi a basse temperature, riducendoli a sistemi trattabili esattamente; fornisce, inoltre, uno schema concettuale per la ricerca di modelli nella fisica della materia condensata e per l'interpretazione dei dati sperimentali ad essi associati.