Kondensert fase-fysikk

Kondensert fase-fysikk er ei grein av fysikken som skildrar oppbygningen av stoff (materie) ved moderate og låge energiar og temperaturar, typisk mindre enn 100 °C. Stoff er i denne samanhengen system med mange atom og molekyl, dvs. det meste av den verda vi ser rundt oss til dagleg. Kondensert fase-fysikk er ei forholdsvis ny grein av fysikken og kom til på starten av 1900-talet ved at ein skildra korleis atom danna periodiske gitter i metall og krystall. Feltet skildrar både mekaniske, elektriske og magnetiske eigenskap til stoff, der viktige omgrep er halvleiarar, metall, isolatorar, magnetisme, supraleiing og vekselverknad mellom stråling og stoff.

Kondensert fase-fysikk var i starten fokusert på fasen faststoff og vart dermed omtalt som faststoffysikk. Dette har vore viktig for materialteknologi og industrielle bruksområde, der spesielt utviklinga av material-, halvleiar- og mikroteknologi har vore valdsamt etter 1950.

Faststoffysikken har vore rekna som viktig for bruksområde, men mindre interessant for den fundamental teoretiske forståinga av naturen. Ein haldningsendring er kome i dei seinare åra ved skildring av meir eksotiske fasar og system som oppstår ved låge temperaturar. Døme på dette er superleiing, Bose-Einstein-kondensat og kvante-Hall-effekten. Desse fenomena er av fundamental interesse og blir rekna som nokre av dei mest spennande oppdagingane i fysikken i seinare tid.

Andre nye felt innan kondensert fase-fysikk som er kome til i seinare tid og som er i rask utvikling er nanoteknologi, dvs system der kvanteeffektar må inkluderast, og dessutan komplekse material, dvs materialar som ikkje har nokon tradisjonell orden. Døme på komplekse material er amorfe og polykrystalinske stoff, leire, tre, flytande krystall, dvs stort sett det meste faststoff som ikkje har ein periodisk krystallstruktur. Mjuke material, det vil seie material der strukturen kan endrast dramatisk utan sterke ytre påverknader, høyrer òg til dei komplekse materiala.

Viktige underemne

Kondensert fase-fysikk er den største greina av fysikken, ut frå mengder fysikarar, og har mange undergreiner. Inndelinga under er ikkje eksklusiv og fagfelta går inn i kvarandre. I tillegg er det overlapp med andre greiner av fysikken som kvantemekanikk, statistisk fysikk, termodynamikk, mekanikk, elektromagnetisme og optikk.

Faststoffysikk

For meir om dette emnet, sjå faststoffysikk og materialteknologi.

Faststoffysikk er den eldste og største delen av kondensert fase-fysikk. Han skildrar faststoff med fokus på korleis krystallstrukturar og oppbygning avgjer mekaniske, elektriske, magnetiske og optiske eigenskapar. Elektriske eigenskapar vil seie om stoffet er eit metall, ein isolator eller ein halvleiar.

Halvleiarfysikk

For meir om dette emnet, sjå halvleiar og mikroteknologi.

Halvleiarfysikk er særs viktig for industriell bruk og i motsetnad til andre greiner av fysikken har mykje viktig og grunnleggande forsking vore utført av industrien, ikkje universitet. Halvleiarar er basis for mikroelektronikk og bruksområda er mange: mikroprosessorar, dataminne, diodar, solceller, osb

Komplekse material

For meir om dette emnet, sjå komplekse material.

Komplekse material er material som ikkje har nokon enkel struktur, i motsetnad til t.d. krystallar og metall. Faktisk gjeld dette dei fleste materiala i dagleglivet, men sidan dei er vanskelege å studere i tilhøve til regulære stoff har dei vore mindre studert og utnytta i fysikken. Døme på komplekse material er amorfe og polykrystalinske stoff, mjuke material, flytande krystallar og kvasikrystallar. Komplekse material er den delen av det vidare omgrepet komplekse system som fell inn under kondensert fase-fysikk. Døme på komplekse system som ikkje fell inn under denne typen fysikk er til dømes granulære medium, fleirfasestraum gjennom porøse medium, økonomiske system, trafikksystem og kaosteori.

Nanoteknologi og mesoskopisk fysikk

For meir om dette emnet, sjå nanoteknologi og mesoskopisk fysikk.

Nanoteknologi og mesoskopisk fysikk er fysikk der mange atom er involvert og kvante-effektar spelar ei rolle.

Magnetisme

For meir om dette emnet, sjå magnetisme.

Innan faststoffysikk studerer ein korleis stoff set opp og vekselverkar med magnetfelt. Eit viktig bruksområdet av dette er magnetisk lagring, i t.d. magnetband og platelager.

Superleiing

For meir om dette emnet, sjå superleiar.

Superleiing er ein elektrisk og magnetisk fase som oppstår ved låge temperaturar og vert karakteriserast ved elektriske leiing utan motstand. Fleire teoriar skildrar superleiing på ulike nivå, mellom dei London-teori, Ginzburg-Landau-teori og BCS-teori.

Bose-Einstein-kondensat

For meir om dette emnet, sjå Bose-Einstein-kondensat.

Bose-Einstein-kondensat er ein kvantemekanisk fase som blir karakterisert ved at ei stor mengd partiklar «kondenserer» til den same kvantetilstanden.

Kjelder

• Denne artikkelen bygger på «nb:» frå Wikipedia på bokmål, den 27. oktober 2013.
  • Wikipedia på bokmål oppgav desse kjeldene:
• C. Kittel, Introduction to Solid State Physics''