Выпуски

 / 

2021

 / 

Октябрь

  

Методические заметки


Почему статистическая механика "работает" в конденсированных средах?

 
Институт физики высоких давлений РАН им. Л.Ф. Верещагина, Троицк, Москва, Российская Федерация

Рассматриваются причины возможности использования канонического распределения Гиббса в конденсированных средах. В то время как основы статистической механики газов весьма подробно освещены во многих учебниках и обзорах, основания использования распределения Гиббса в кристаллах, стёклах и жидкостях рассматриваются достаточно редко. В большинстве учебников по-прежнему говорится лишь о качественной смене механического описания статистическим при рассмотрении очень большого числа частиц. В то же время оказывается, что к гармоническому кристаллу из большого числа частиц распределение Гиббса формально неприменимо. Вместе с тем система даже из небольшого числа связанных ангармонических осцилляторов может демонстрировать все основные черты термодинамически равновесных кристаллов и жидкостей. Именно нелинейность (ангармонизм) колебаний приводит к перемешиванию фазовых траекторий и эргодичности конденсированных сред. При переходе системы к термодинамически равновесному состоянию существуют три характерных временных масштаба: время термализации системы (фактически время установления локального распределения Гиббса в импульсном пространстве и установления локальной температуры); время установления однородной температуры в системе после контакта с термостатом и, наконец, время установления эргодичности в системе (фактически время диффузионного "заметания" всего фазового пространства, в том числе его координатной части). Обсуждаются вопросы генезиса образования дефектов и диффузии в кристаллах и стёклах, а также эргодичности твёрдых тел.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: распределение Гиббса, эргодичность, локальная неустойчивость, нелинейные колебания, термализация, диффузия
PACS: 05.20.−y, 05.45.−a, 05.90.+m, 63.20.K− (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2021.03.038956
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/10/e/
Цитата: Бражкин В В "Почему статистическая механика "работает" в конденсированных средах?" УФН 191 1107–1116 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks
Русский English
@article{Brazhkin:2021,
	author = {В. В. Бражкин},
	title = {Почему статистическая механика "работает" в конденсированных средах?},
	publisher = {Успехи физических наук},
	year = {2021},
	journal = {Усп. физ. наук},
	volume = {191},
	number = {10},
	pages = {1107-1116},
	url = {https://ufn.ru/ru/articles/2021/10/e/},
	doi = {10.3367/UFNr.2021.03.038956}
}

Поступила: 3 августа 2020, доработана: 11 марта 2021, 29 марта 2021

English citation: Brazhkin V V “Why does statistical mechanics 'work' in condensed matter?Phys. Usp. 64 1049–1057 (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2021.03.038956

© Успехи физических наук, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение