Tiiviin aineen fysiikka

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tiiviin aineen fysiikka
Graphene Crystall.PNG
Grafeeni on hiiliatomeista muodostunut kaksiulotteinen rakenne. Siinä atomit muodostavat kuusikulmioista koostuvan hilan. Grafeenilla on monia mielenkiintoisia ominaisuuksia - siinä muun muassa elektronit näyttäytyvät massattomina Diracin hiukkasina.
Avainaiheita Aineen olomuodot
Olomuodonmuutokset
Sähkön tai lämmön kuljetusominaisuudet
Aineen olomuotoja Kiinteä aine, Neste, Kaasu, Plasma, Fermikaasu, Fermineste, Luttingerin neste, Supraneste, Supersolidi, Suprajohde, Ferromagneetti, Antiferromagneetti, Bosekondensaatti, Fermionikondensaatti
Sähköisiä ominaisuuksia Johde, Eriste, Puolijohde, Suprajohde
Sähköisiä ilmiöitä Hall-ilmiöt, Ferrosähköisyys, Kondo-ilmiö, Lämpösähköilmiöt
Magneettisia ominaisuuksia Paramagnetismi, Diamagnetismi, Ferromagnetismi, Antiferromagnetismi, Spin-lasi
Kuuluisimmat
tieteilijät
Lev Landau, Enrico Fermi, John Bardeen, Ludwig Boltzmann, Philip Anderson

Tiiviin aineen fysiikka eli kondensoituneen aineen fysiikka (engl. condensed matter physics) käsittelee aineen makroskooppisia ominaisuuksia. Erityisesti se tutkii mitä tapahtuu kun suuri määrä hiukkasia "tiivistyy" yhteen olomuotoon. Olomuoto riippuu hiukkasten välisten vuorovaikutusten suuruudesta ja ominaisuuksista sekä ulkoisista olosuhteista kuten lämpötilasta tai paineesta. Tutuimpia tiiviin aineen muotoja ovat kiinteät ja nestemäiset aineen olomuodot.

Tutkijamäärältään tiiviin aineen fysiikka on suurin fysiikan tutkimusalueista. Sen kehitys liittyy suoraan esimerkiksi elektroniikan ja prosessiteollisuuden kehitykseen. Alaa kutsuttiin pitkään kiinteän olomuodon fysiikaksi, koska suurin osa teorioista kehitettiin kiinteissä aineissa tapahtuvia ilmiöitä tutkittaessa selittämään kidemuotoja, johtavuusominaisuuksia ynnä muita. Alan nimi vakiintui kuitenkin tiiviin aineen fysiikaksi, kun havaittiin että suuri osa kiinteän olomuodon fysiikan tutkimuksessa käytettävistä käsitteistä pystyttiin helposti yleistämään myös nesteiden kuvaukseen.

Tärkein tiiviin aineen fysiikan teoreettinen työkalu on kvanttimekaniikka, jota käytetään kaikilla sen tutkimusalueilla.

Suuri osa tiiviin aineen fysiikasta keskittyy sovelluksiin. Tämän lisäksi alan piirissä tutkitaan paljon myös useita eksoottisia ilmiöitä, jotka tyypillisesti ilmenevät matalissa, muutaman kelvinin suuruisissa lämpötiloissa. Näitä ovat

Tiiviin aineen fysiikan tutkimus on läheisesti yhteydessä myös materiaalitieteisiin.

Tiiviin aineen tutkimusalat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tiiviin aineen fysiikan tutkimusalueita ovat muun muassa:

Nykyään tiiviin aineen fysiikan tärkeitä tutkimusalueita ovat muun muassa:

Historiaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Joitain tiiviin aineen fysiikkaan oleellisesti liittyviä historiallisia virstanpylväitä

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • N. Ashcroft ja D. Mermin: Solid state physics - 1976 ilmestynyt alan kattavimpia teoksia (englanniksi)