RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2021

 / 

Октябрь

←  →

Методические заметки


Почему статистическая механика "работает" в конденсированных средах?

† 
Институт физики высоких давлений Российской академии наук им. Л.Ф. Верещагина, Калужское шоссе 14, Троицк, Москва, 108840, 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 (703 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2021.03.038956
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/
000740826300004
2-s2.0-85123457395
Цитата: Бражкин В В "Почему статистическая механика "работает" в конденсированных средах?" УФН 191 1107–1116 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

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

Список литературы (29) Статьи, ссылающиеся на эту (8) Похожие статьи (20) ↓

  1. В.В. Бражкин «Метастабильные фазы, фазовые превращения и фазовые диаграммы в физике и химии» УФН 176 745–750 (2006)
  2. А.Н. Рубцов «К вопросу об измерении в квантовой механике» УФН 193 783–790 (2023)
  3. Г.А. Мартынов «Неравновесная статистическая механика, уравнения переноса и второе начало термодинамики» УФН 166 1105–1133 (1996)
  4. В.В. Бражкин «Могут ли стеклообразующие жидкости быть "простыми"?» УФН 189 665–672 (2019)
  5. В.В. Бражкин «Межчастичное взаимодействие в конденсированных средах: элементы «более равные, чем другие»» УФН 179 393–401 (2009)
  6. С.М. Стишов «Квантовые эффекты в системе "больцмановских" твёрдых сфер» УФН 189 659–664 (2019)
  7. М.Ю. Романовский «О формуле Р.Л. Стратоновича перехода от динамических измерений к вероятностным и её связи с операциями над функциями распределения случайных величин» УФН 194 1118–1127 (2024)
  8. Э.Н. Руманов «Критические явления вдали от равновесия» УФН 183 103–112 (2013)
  9. В.И. Кляцкин «Статистическая топография и ляпуновские экспоненты в динамических стохастических системах» УФН 178 419–431 (2008)
  10. А.Ю. Лоскутов «Динамический хаос. Системы классической механики» УФН 177 989–1015 (2007)
  11. М.Д. Бальмаков «Информационная емкость конденсированных сред» УФН 169 1273–1280 (1999)
  12. П.С. Ланда, Я.Б. Дубошинский «Автоколебательные системы с высокочастотными источниками энергии» УФН 158 729–742 (1989)
  13. А.В. Борисов, А.О. Казаков, С.П. Кузнецов «Нелинейная динамика кельтского камня: неголономная модель» УФН 184 493–500 (2014)
  14. Е.П. Земсков «Тьюринговы структуры и амплитудное уравнение Ньюэлла—Уайтхеда—Сегела» УФН 184 1149–1151 (2014)
  15. С.Н. Гордиенко «Необратимость и вероятностное описание динамики классических частиц.» УФН 169 653–672 (1999)
  16. С.М. Стишов «К термодинамике простых систем» УФН 194 967–973 (2024)
  17. Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев «Флуктуационно-диссипационные соотношения: достижения и недоразумения» УФН 183 617–630 (2013)
  18. О.В. Руденко «Нелинейная динамика квадратично кубичных систем» УФН 183 719–726 (2013)
  19. А.М. Жёлтиков «Критика квантового разума: измерение, сознание, отложенный выбор и утраченная когерентность» УФН 188 1119–1128 (2018)
  20. А.Н. Павлов, В.С. Анищенко «Мультифрактальный анализ сложных сигналов» УФН 177 859–876 (2007)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение