元激發(fā)的物理學(xué)原理分析
元激發(fā)是固體物理中非常重要的一個概念。
我們通常所說的“粒子”，其實都具有一個實體（無論是粒子還是波），比如電子、質(zhì)子、中子、夸克、光子、膠子等。特別是電子、質(zhì)子、中子是可以穩(wěn)定存在的，半衰期非常長（甚###可以認(rèn)為是無限長），也就是說，我們可以觀測到一個個獨立的電子。
在固體中，“元激發(fā)”并不是真實存在的粒子，而是屬于“準(zhǔn)粒子”，也就是貌似像粒子的假粒子。確切來說，元激發(fā)描述的是固體物質(zhì)中的相互作用，也就是把固體中的相互作用量子化。例如原子的熱振動量子化就是聲子，電子自旋相互作用的量子化就是自旋波磁振子，還有金屬中等離子振動模——等離激元，光子與光學(xué)支聲子耦合——極化激元，電子-空穴束縛對——激子，離子晶體中電子與聲子耦合形成的極化子等。
對于固體中的運動的電子來說，它的準(zhǔn)粒子可以是多種多樣的，可以是狄拉克費米子、外爾費米子、馬約拉納費米子等。換句話說，如果說自由運動的電子是“全裸”的電子，那么固體中電子的集體元激發(fā)就是“穿衣服”的電子。不同電子之間的相互作用，造成電子穿的衣服也不一樣，穿上衣服的電子就不是電子本身，而是“準(zhǔn)電子”，或者說“準(zhǔn)費米子”（電子是費米子）。縱然，我們依舊可以把電子的衣服剝離，而把衣服單獨考慮，但是這么做會使得問題變得更加復(fù)雜。而把電子穿上衣服，原先復(fù)雜的電子間相互作用，重新變成了一個個粒子的統(tǒng)計物理問題，一下子簡單了許多。這便是固體物理處理多體相互作用的一種非常簡單的思路。
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