Verbum

Паўлі Вольфганг

т. 12, с. 206

Паўлі прынцып

т. 12, с. 206

ЛЮ́ДЭРСА—ПА́ЎЛІ ТЭАРЭ́МА, тэарэма CPT («цэ-пэ-тэ»),

адна з асн. тэарэм квантавай тэорыі паля. Паводле Л.—П.т. ўраўненні захоўваюць свой від, калі адначасова правесці пераўтварэнне зарадавага спалучэння, прасторавай інверсіі і абарачэння часу (замена часу t на -t). Сфармулявана і даказана ням. фізікам Г.Людэрсам і швейц. фізікам В.Паўлі (1955).

Сцвярджае, што калі ў прыродзе адбываецца які-н. працэс, то з той жа імавернасцю можа адбывацца працэс, у якім часціцы заменены на антычасціцы, праекцыі іх спінаў набылі процілеглы знак, а пачатковыя і канцавыя станы працэсу памяняліся месцамі. Устанаўлівае пэўную сувязь паміж характарыстыкамі часціцы і адпаведнай антычасціцы, якія маюць аднолькавыя масы спакою, час жыцця, энергетычныя спектры, а таксама вуглавыя размеркаванні прадуктаў распаду (калі ўзаемадзеянне часціц у канцавым стане слабае), а праекцыі спінаў на зададзеную вось процілеглыя. У доследах адхіленняў ад Л.—П.т. не выяўлена.

І.С.Сацункевіч.

т. 9, с. 404

ЗАРА́ДАВАЕ СПАЛУЧЭ́ННЕ аперацыя замены ўсіх элементарных часціц, што ўдзельнічаюць у якім-н. узаемадзеянні, на адпаведныя ім антычасціцы. Доследным шляхам устаноўлена, што гравітацыйныя, эл.-магн. і моцныя ўзаемадзеянні пры З.с. не мяняюцца. Для кожнага працэсу, які адбываецца з пэўнымі часціцамі, існуе такі ж працэс для іх антычасціц. Наяўнасць сіметрыі адносна З.с. ў гэтых узаемадзеяннях прывяло да ўвядзення зарадавай цотнасці. Пры слабых узаемадзеяннях сіметрыя адносна З.с. адсутнічае, што вынікае з незахавання пры гэтым прасторавай цотнасці. Гл. таксама Людэрса—Паўлі тэарэма.

т. 6, с. 536

ЗАХАВА́ННЯ ПРЫ́НЦЫПЫ,

клас навуковых прынцыпаў, якія адлюстроўваюць пастаянства (захаванне) фундаментальных уласцівасцей і суадносін прыроды. У фіз. тэорыях З.п. фармулююцца як захаваныя законы і прынцыпы інварыянтнасці. Сярод З.п. можна вылучыць агульныя (напр., законы захавання энергіі, імпульсу і моманту імпульсу) і прыватныя (напр., законы захавання ізатапічнага спіну, дзіўнасці, цотнасці). Наяўнасць універсальных фіз. пастаянных (напр., гравітацыйная пастаянная, Планка пастаянная, скорасць святла ў вакууме і інш.) можна разглядаць як праяўленне своеасаблівага тыпу З.п. Пры даследаванні складаных, у т.л. біял. сістэм, важнае значэнне набывае паняцце структуры; у гэтым выпадку З.п. маюць форму структурных прынцыпаў, звязаных з уласцівасцямі сіметрыі. У фізіцы гэта выяўляецца як незалежнасць (інварыянтнасць) фіз. з’яў ад пэўных прасторава-часавых або інш. ператварэнняў (гл. Людэрса—Паўлі тэарэма, Нётэр тэарэма), у біялогіі — як адзінства захавання і змянення, звязанае з тоеснасцю і адрозненнем асобных аб’ектаў. З.п. рэгламентуюць працэсы ўзаемных ператварэнняў матэрыяльных аб’ектаў і выяўляюць прычынныя сувязі прыроды.

А.І.Балсун.

т. 7, с. 9

ЗО́ННАЯ ТЭО́РЫЯ крышталічных цвёрдых цел,

квантавая тэорыя спектра энергій электронаў крышталя. Паводле З.т. гэты спектр складаецца з зон дазволеных і забароненых энергій. З.т. тлумачыць шэраг уласцівасцей і з’яў у крышталях, у прыватнасці, розны характар іх электраправоднасці.

Аснова З.т. — аднаэлектроннае прыбліжэнне: скорасць руху атамных ядраў каля становішчаў раўнавагі многа меншая за скорасць электронаў; кожны электрон рухаецца ў трохмерна-перыядычным полі, якое ствараецца ядрамі і астатнімі электронамі. Зона праводнасці (с) і валентная зона (v) утвораны сукупнасцю атамных энергет. узроўняў, «расшчэпленых» у выніку аб’яднання свабодных атамаў у крышт. рашотку. Узроўні энергіі валентных электронаў (е) атама расшчапляюцца і зрушваюцца значна больш, чым узроўні ўнутраных электронаў (і). Шырыня забароненай зоны Eg (энергет. шчыліна паміж v- і с-зонамі) вызначаецца раўнаважнай адлегласцю паміж ядрамі (пастаяннай крышт. рашоткі d) У крышталі з N ідэнтычных атамаў кожны атамны ўзровень расшчапляецца на N узроўняў, якія ўтвараюць квазінеперарыўную дазволеную зону або яе частку. Электроны запаўняюць дазволеныя зоны энергій у адпаведнасці з Паўлі прынцыпам: на N узроўнях зоны можа знаходзіцца не больш за 2N электронаў. Уласцівасці крышталя залежаць ад колькасці электронаў у зоне праводнасці і/ці ад колькасці незапоўненых узроўняў (вакансій для электронаў) у валентнай зоне. Калі энергет. зона запоўнена электронамі часткова, то пад уздзеяннем знешняга эл. поля яны пераразмяркоўваюцца па ўзроўнях у зоне. Пры гэтым парушаецца сіметрыя размеркавання электронаў па скорасцях — узнікае эл. ток. Таму крышталь з часткова запоўненай c-зонай з’яўляецца правадніком электрычнасці — металам. Электроны ў поўнасцю запоўненай v-зоне з-за прынцыпу Паўлі не могуць пераразмяркоўвацца па ўзроўнях энергіі; крышталь з пустой с-зонай і поўнасцю запоўненай электронамі v-зонай — дыэлектрык. Калі цеплавая энергія дастатковая для пераводу часткі электронаў з v-зоны ў c-зону, то электраправоднасць крышталя расце пры награванні; такі крышталь — паўправаднік. Пры слаба перакрытых с- і v-зонах крышталь з’яўляецца паўметалам (напр., вісмут), а пры змыканні гэтых зон (Eg=0) — бясшчылінным паўправадніком (напр., шэрае волава). З.т. — набліжэнне да рашэння фундаментальнай задачы: вывесці ўласцівасці крышталя з уласцівасцей атамаў, з якіх ён складаецца.

Літ.:

Харрисон У.А Электронная структура и свойства твердых тел: Физика химической связи: Пер. с англ. Т. 1—2. М., 1983;

Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел: Пер. с англ. М., 1981.

М.А.Паклонскі.

т. 7, с. 107