空穴子

准粒子

空穴子（英语：holon），又称为电荷子（chargon），是一种准粒子，是电子出现电荷自旋分离现象时分裂成的三种准粒子之一（另两种为自旋子与轨道子）。

空穴子来源

一维关联电子系统中因负电荷之间显著的排斥作用而出现电荷自旋分离。2009年剑桥大学与伯明翰大学的研究发现，金属板上的电子因量子隧穿效应跳跃到量子线上并分裂为两个准粒子，分别为携带电子自旋性质的自旋子与携带电荷的空穴子。

准粒子

在物理学中，准粒子或称集体激发是一种发生在微观复杂系统的突现现象。例如固态系统中会好像存在着另一种虚拟的粒子。以电子在半导体中的运动为例，电子在运动过程中受到来自原子核以及其它电子的作用，然而其行为可以视作带有不同质量的自由电子。这个带有不同质量的“电子”称为“准电子”（electron quasiparticle）。另外一个实例是在半导体的价带集体行进的电子，其行为可以视作半导体中存在着带正电的空穴往反方向运行。其它的准粒子包括声子（来自固态系统中原子的振动）、等离子体（来自等离子体的振荡）等许多种类。

作为少数简化多体问题的手段之一，准粒子的概念在凝态物理尤其重要。

凝聚态物理学

凝聚态物理学专门研究物质凝聚相的物理性质。该领域的研究者力图通过物理学定律来解释凝聚相物质的行为。其中，量子力学、电磁学以及统计力学的相关定律对于该领域尤为重要。

固相以及液相是人们最为熟悉的凝聚相。除了这两种相之外，凝聚相还包括一些特定的物质在低温条件下的超导相、自旋有关的铁磁相及反铁磁相、超低温原子系统的玻色-爱因斯坦凝聚相等等。对于凝聚态的研究包括通过实验手段测定物质的各种性质，以及利用理论方法发展数学模型以深入理解这些物质的物理行为。

由于尚有大量的系统及现象亟待研究，凝聚态物理学成为了如今物理学最为活跃的领域之一。仅在美国，该领域的研究者就占到该国物理学者整体的近三分之一，凝聚态物理学部也是美国物理学会最大的部门。此外，该领域还与化学，材料科学以及纳米技术等学科领域交叉，并与原子物理学以及生物物理学等物理学分支紧密相关。该领域研究者在理论研究中所采用的一些概念与方法也适用于粒子物理学及核物理学等领域。

晶体学、冶金学、弹性力学以及磁学等等起初是各自独立的学科领域。这些学科在二十世纪四十年代被物理学家统合为固体物理学。时间进入二十世纪六十年代后，有关液体物理性质的研究也被纳入其中，形成凝聚态物理学这一新学科。据物理学家菲利普·安德森所述，术语“凝聚态物理学”是他和福尔克尔·海涅创造。1967年，他们把位于卡文迪许实验室的研究组名称由“固体理论”改为“凝聚态理论”。二人觉得原来的名称并没有涵盖液体及核物质等方面研究。但是，“凝聚态”这一术语此前已在欧洲学界出现，只是由他们普及而已。较为著名的例子是施普林格公司于1963年创建的期刊《凝聚态物理学》（英语：Physics of Condensed Matter）。二十世纪六、七十年代的资金环境以及各国政府采取的冷战政策促使相关领域物理学家接纳了“凝聚态物理学”这一术语。他们认为这一术语相对于“固体物理学”而言更为突出了固体、液体、等离子体以及其他复杂物质研究之间的共通性。这些研究与金属和半导体在工业上的应用息息相关。贝尔实验室是最早开展凝聚态物理学研究项目的研究机构之一。

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