Выпуски

 / 

2026

 / 

Февраль

  

Методические заметки


О характерных временах для кинетики рассеяния

 ,  
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, просп. Акад. Коптюга 1, Новосибирск, 630090, Российская Федерация

Хотя кинетические уравнения для описания различных процессов рассеяния доказали свою практическую значимость, вопрос об области их применимости и выводе из исходных динамических уравнений удовлетворительно решён только для случая газов. Данный вопрос остаётся актуальным для кинетических уравнений, описывающих как нелинейные волновые процессы, так и транспортные явления в полупроводниках. На простейшем примере упругого рассеяния мы показываем, что справедливость кинетического уравнения для функции распределения $n_{\rm k}$ предполагает наличие внутреннего характерного масштаба времени $\tau_{\rm s}$ много меньшего, чем стандартные времена рассеяния, такие как транспортное время $\tau_{\rm tr}$. Время $\tau_{\rm s}$ отвечает быстрой стохастизации фаз волн (квазичастиц). Как показывают наши оценки, это время удовлетворяет неравенствам $1 \ll \omega_k\tau_{\rm s} \ll \omega_k\tau_{\rm tr}$, где $\omega_k = \varepsilon_k/\hbar$ — характерная частота квазичастиц. Это означает, в частности, что за время $\tau_{\rm s}$ матрица плотности $\rho_{\rm k, k'}$ релаксирует к диагональному виду $n_{\rm k} \delta_{\rm k- k'}$, так что её вклад в транспортные явления мал по параметру $\tau_{\rm s}/\tau_{\rm tr}$ по сравнению с вкладом $n_{\rm k}$.

Текст pdf (254 Кб)
Ключевые слова: кинетическое уравнение, процессы рассеяния, матрица плотности, время стохастизации, транспортное время
PACS: 05.20.Dd
DOI: 10.3367/UFNr.2025.08.040020
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2026/2/g/
Цитата: Стурман Б И, Подивилов Е В "О характерных временах для кинетики рассеяния" УФН 196 212–216 (2026)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 17 июня 2025, доработана: 7 августа 2025, 29 августа 2025

English citation: Sturman B I, Podivilov E V “On characteristic times for kinetics of scatteringPhys. Usp. 69 (2) (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2025.08.040020

Список литературы (25) ↓ Похожие статьи (18)

  1. Лифшиц Е М, Питаевский Л П Физическая кинетика (М.: Физматлит, 2007); Пер. на англ. яз., Lifshitz E M, Pitaevskii L P Physical Kinetics (Oxford: Pergamon Press, 1981)
  2. Аскеров Б М Кинетические эффекты в полупроводниках (Л.: Наука, 1970)
  3. Гантмахер В Ф, Левинсон И Б Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках (М.: Наука, 1984); Пер. на англ. яз., Gantmakher V F, Levinson I B Carrier Scattering in Metals and Semiconductors (Amsterdam: North-Holland, 1987)
  4. Бонч-Бруевич В Л, Калашников С Г Физика полупроводников (М.: Наука, 1977)
  5. Зеегер К Физика полупроводников (М.: Мир, 1977); Пер. с англ. яз., Zeeger K Semiconductor Physics (New York: Springer-Verlag, 1973)
  6. Гуревич В Л Кинетика фононных систем (М.: Наука, 1980)
  7. Kamenev А Field Theory of Non-Equilibrium Systems (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2011)
  8. Белиничер В И, Стурман Б И УФН 130 415 (1980); Belinicher V I, Sturman B I Sov. Phys. Usp. 23 199 (1980)
  9. Стурман Б И, Фридкин В М Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии и родственные явления (М.: Наука, 1992)
  10. Ivchenko E L Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures (Harrow: Alpha Science Intern., 2005)
  11. Стурман Б И УФН 190 441 (2020); Sturman B I Phys. Usp. 63 407 (2020)
  12. Захаров В Е Известия вузов. Радиофизика 17 431 (1974); Zakharov V E Radiophys. Quantum Electron. 17 326 (1974)
  13. Zakharov V E, Musher S L, Rubenchik A M Phys. Rep. 129 285 (1985)
  14. Zakharov V, Lvov V, Falkovich G Kolmogorov - Zakharov Spectra of Turbulence. Wave Turbulence (Cham: Springer, 2024)
  15. Стурман Б И УФН 144 497 (1984); Sturman B I Sov. Phys. Usp. 27 881 (1984)
  16. Заславский Г М Стохастичность динамических систем (М.: Наука, 1984); Пер. на англ. яз., Zaslavsky G M Chaos in Dynamic Systems (New York: Harwood Acad. Publ., 1985)
  17. Boyd R W Nonlinear Optics (New York: Academic Press, 1992)
  18. Будкин Г В, Ивченко Е Л ЖЭТФ 167 279 (2025)
  19. Шелест В И, Энтин М В ФТП 13 2312 (1979); Shelest V I, Entin M V Sov. Phys. Semicond. 13 1353 (1979)
  20. Belinicher V I, Novikov V N Phys. Status Solidi B 107 61 (1981)
  21. Альперович В Л и др ФТТ 30 3111 (1988); Al'perovich V L et al Sov. Phys. Solid State 30 1788 (1988)
  22. Белиничер В И, Ивченко Е Л, Стурман Б И ЖЭТФ 83 649 (1982); Belinicher V I, Ivchenko E L, Sturman B I Sov. Phys. JETP 56 359 (1982)
  23. Dai Z, Rappe A M Phys. Rev. B 104 235203 (2021)
  24. Dai Z, Rappe A M Chem. Phys. Rev. 4 011303 (2023)
  25. Рабинович М И, Трубецков Д И Введение в теорию колебаний и волн 3-е изд. (М.-Ижевск: РХД, 2000); Пер. на англ. яз. 2-го русск. изд., Rabinovich M I, Trubetskov D I Oscillations and Waves in Linear and Nonlinear Systems (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1989)

© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение