Quasiteilchen

Zusammenfassung

Keine der bisher besprochenen Näherungsmethoden läßt sich auf Systeme bei sehr tiefen Temperaturen anwenden. Bei diesen Temperaturen sind alle Systeme entweder fest oder doch zumindest flüssig. Sie sind daher nicht mehr als verdünnte Systeme zu beschreiben. Ihre Wechselwirkung ist nicht vernachlässigbar und kann auch im allgemeinen nicht gut durch die niedrigsten Ordnungen einer Störungstheorie behandelt werden. Zur Beschreibung der kondensierten Materie bei tiefen Temepraturen hat sich eine von L.D. Landau eingeführte Begriffsbildung sehr bewährt: die des sog. „Quasiteilchens“. Die thermodynamischen Eigenschaften der Materie bei sehr tiefen Temperaturen werden offenbar bestimmt durch die niedrigliegenden Anregungen der Systeme über dem quantenmechanischen Grundzustand. Die Quantennatur dieser Anregungen hat in vielen Fällen zur Folge, daß sie sich wie Teilchen eines fast idealen Gases verhalten. Viele der quantisierten elementaren Anregungen erhalten deshalb die Endsilbe „on“ in Analogie zu den Elementarteilchen. Das vielleicht bekannteste und historisch älteste Quasiteilchen dieser Art ist das Phonon, d.h. das Elementarquantum des Schallfeldes. Die Atome im festen Körper bilden ein System gekoppelter Oszillatoren. Bei hinreichend kleinen Amplituden sind die Schwingungen harmonisch.