к
178
∑
КАВИТАЦИЯ – КЮРИ НҮКТЕСІ
456
457
өзге элементтердің иондары қосылған кристалдар, әйнек, керамика қолданылады.
Кванттық санауыш, мысалы, инфрақызыл сәулені (тіркелуі қиын) көзге көрінетін
сәулеге түрлендіру үшін қолданылады.
КВАНТТЫҚ САНДАР – кванттық жүйені (атом ядросын, атомды, молеку-
ланы, т.б.), жекелеген қарапайым бөлшекті, жорамал бөлшектер – кварктер мен
глюондарды сипаттайтын физикалық шамалардың мүмкін болатын дискретті
мәндерін анықтайтын бүтін (0, 1, 2, ...) немесе бөлшек (1/2, 3/2, 5/2, ...) сандар.
Кванттық сандар физикаға алғашында атом спектрлерінің тәжірибе бойынша
анықталған заңдылықтарын сипаттау үшін енгізілген. Бірақ та кванттық сандардың
мағынасын және онымен байланысты микробөлшектердің тәртібін сипаттаушы
кейбір физикалық шамалардың дискреттілігін тек кванттық механика ғана
ашты. Кванттық механика бойынша, физикалық шамалардың мүмкін болатын
мәндері сәйкес операторлардың (бейнелеуші) үздіксіз немесе дискретті меншікті
мәндерімен анықталады. Осы соңғы жағдайда бірқатар кванттық сандар пайда
болады (кейде қозғалыс үрдісі кезінде сақталатын шамалар, бірақ міндетті түрде
дискретті спектрге жатпайтын мүмкін болатын мәндер, мысалы еркін қозғалыстағы
бөлшектің импульсі мен энергиясы да кейде кванттық сандар деп аталады).
Кванттық жүйенің күйін толықтай анықтайтын жиынтық
толық жиынтық деп
аталған. Кванттық санның бүкіл мүмкін болатын мәндеріне жауап беретін күйлер
жиынтығы күйлердің толық жүйесін құрайды. Атомдағы электрондардың күйі
төрт кванттық санмен сәйкес түрде электронның төрт еркін дәрежесіне сәйкес,
үш кеңістіктің координаттарымен байланысқан координаттармен және спинмен
анықталады. Сутек атомы және сутекке ұқсас атомдар үшін бұл: басты кванттық
сан (n), орбиталық кванттық сан (l), магниттік кванттық сан (m
l
), магниттік спиндік,
немесе жай ғана спиндік кванттық сан (m
s
).
Атомның және басқа кванттық жүйенің күйлерін сипаттау үшін тағы да бір
кванттық сан – күйлер жұптылығы (Р), жүйенің күйін анықтаушы толқындық
функция координат инверсиясы кезінде таңбасын сақтай ма немесе оны кері
таңбаға ауыстыра ма, жоқ па, соған байланысты +1 және -1 мәндерін қабылдайды.
Сутек атомы үшін Р = (-1)
l
.
Сақталған (уақыт бойынша өзгермейтін) физикалық шамалардың болуы
симметриялық –
гамильтонианмен тығыз байланысты. Мысалы, орталық-
симметриялық өрісте қозғалатын бөлшектер үшін гамильтониан координаттар
жүйесінің осьтері кез келген бұрылыс кезінде өз түрін өзгертпейді, осы симмет-
рия қозғалыс мөлшері моментінің сақталуына жатады.
Қарапайым бөлшектердің қозғалысы үшін гамильтонианнан (Гамильтон
функциясына сәйкес оператор) өзге де
ішкі кванттық сандар деп аталған
КАВИТАЦИЯ – КЮРИ НҮКТЕСІ
456
457
к
178
∑
сандардың маңызы бар. Бұлар оқшауланған бөлшектердің тәртібіне әсер етпейді,
бірақ та бөлшектердің өзара әсерлесуінде білінетін болады. Өзараәсерлесудің
әртүрлі типтері, кванттық сандар бір өзараәсерлесуде сақталатын, өзге
өзараәсерлесуде өзгере алатын болуының салдарынан, симметрияның әрқилы
қасиеттерімен сипатталады. Қатаң сақталатын кванттық сандар қатарына
электр
заряды (
Q),
барион заряды (
В) және
лептон заряды жатады. Өзге ішкі кванттық
сандар бір жағдайдағы өзара әсерлесулерде сақталады да өзге бір өзара әсерлесу
кезінде сақталмайды. Бұлардың арасындағы ерекше маңыздысы
изотоптық
спин (I), бұл күшті өзараәсерлесу үрдістерінде сақталады да, электрмагниттік
және әлсіз өзараәсерлесу кезінде бұзылады;
ғажаптылық (
S), т.б. күшті және
электрмагниттік өзара әсерлесулерде сақталады, бірақ әлсіз өзараәсерлесуде
бұзылады.
Кварктер мен глюондарға кванттық сандар «түстер» меншіктелген,
бұлар кварктер үшін үш мәнді, ал глюондар үшін сегіз мән қабылдайды. Байқалатын
қарапайым бөлшектердің барлығы «ақ түсті» («түссіз»), яғни жұптардан немесе үш
кварктен құралып, үш «түстен» қосындыланған. Осы кванттық сандар кванттық
хромодинамикада, сондай-ақ өрістің кванттық теориясы шеңберіндегі күшті
әсерлесуді түсіну үшін өте маңызды болып табылады.
КВАНТТЫҚ СТАТИСТИКА (итальянша «стато – мемлекет») – статисти-
калық физиканың кванттық механиканың заңдарына бағынышты көптеген
бөлшектер жүйесін зерттейтін бөлімі. Жүйе құрамындағы жеке бөлшектердің
(электрондардың, молекулалардың, т.б.) физикалық қасиеттерін тікелей қада-
ғалау мүмкіндігінің болмауы – кванттық статистиканың басты ерекшелігі болып
табылады. Бұл жағдай бірдей бөлшектердің
тепе-теңдік принципі деп атала-
ды. Бөлшектердің кванттық механикадағы қозғалу заңдылықтары оның спиніне
байланысты болады. Сондықтан, жүйе құрамына енетін бөлшектердің спині
бүтін немесе бүтіннің жартысына тең болуына қарай статистикалық жүйенің
қасиеті де әр түрлі болады. Спині бүтіннің жартысына тең бөлшектерден
(мыс., электрондардан) құралған жүйенің кванттық статистикасы Ферми –
Дирак статистикасы деп, ал спині бүтін және нөлге тең бөлшектерден (мыс.,
фотондардан) құралған жүйенің кванттық статистикасы Бозе – Эйнштейн
статистикасы деп аталған.
КВАНТТЫҚ СҰЙЫҚ – қасиеттері кванттық эффектілермен (абсолюттік
нөл температураға дейін сұйық күйі; асқынаққыштығы сақталатын, нөлдік
дыбыс болатын т.б.) анықталатын сұйық. Абсолют нөлге жуық температурадағы
сұйық гелий кванттық сұйыққа мысал бола алады. Сұйық бөлшектердің жылу-
лық қозғалысы бойынша есептелген де Бройль толқындарының ұзындығы
