Я в Как понимать квантовую механику Иванова вычитал про вымораживание степеней свободы:
Цитата:
Следуя А. Ф. Андрееву (с небольшими модификациями), перечислим некоторые этапы «вымораживания» степеней свободы по мере снижения температуры системы:
•
![$10^{10}$ $10^{10}$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/8/d/c8d250c8a04e052dbecc78e03549378082.png)
K — отдельные протоны и нейтроны объединяются в атомные ядра — вымораживается независимое движение протонов и нейтронов;
•
![$10^4$ $10^4$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/0/e/a0e595dacbc463c3612fcf9c40cac34382.png)
K — отдельные атомные ядра и электроны (плазма) объединяются в атомы — вымораживается (частично) независимое движение электронов и ядер;
• отдельные атомы объединяются в молекулы — вымораживается независимое движение атомов, остается движение молекулы как целого и колебания атомов вдоль химических связей (химические связи как пружинки; на языке теоретической механики — это собственные колебания);
• прекращаются колебания атомов внутри молекулы;
• газ конденсируется в жидкость или твердое тело — вымораживается независимое движение молекул, остаются коллективные колебания (например, звук), при которых каждая степень свободы описывает общее колебание всего образца (снова собственные колебания), т. е. стоячую или бегущую волну с частотой
![$\omega$ $\omega$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/e/4/ae4fb5973f393577570881fc24fc205482.png)
(такая волна описывается как совокупность квазичастиц с энергией
![$\hbar \omega$ $\hbar \omega$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/d/e/3dedd5ef3e7a8f8ade14f9786f8d920582.png)
, для звука — это фононы);
• при дальнейшем понижении температуры вымораживаются коллективные колебания с более высокими частотами.
То есть мы видим как по мере уменьшения температуры (общей энергии системы) «выключаются» сильновозбужденные состояния и поведение системы становится все проще и проще с квантовой точки зрения.
Значит, если мы хотим найти материал со сверхпроводимостью при как можно более высокой температуре, то нам надо искать материал у которого "уровни энергии" выше, соответственно вымораживание происходит при более высоких температурах.
Там же Иванов ссылается на соотношение неопределенностей:
![$\partial x \partial p \geqslant c\hbar$ $\partial x \partial p \geqslant c\hbar$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/7/3/5738fae4e8455e66087dc5d08e3b7b0e82.png)
,
![$c \sim 1$ $c \sim 1$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/3/d/e3dae59832149b9d80804e883ec0714a82.png)
.
Цитата:
Соотношение неопределенностей демонстрирует, что в плотной среде частица «зажата» соседями и
![$\partial x$ $\partial x$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/b/e/9be04a387b59a2fc7a4959724972a96582.png)
для характерных состояний мало. Соответственно, велико
![$\partial p$ $\partial p$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/d/a/fda439dc8807c50aa4921fefad15682182.png)
и велики характерные энергии.
Проще говоря, все упирается в плотность упаковки материалов. Здесь на помощь могут придти повышенные давления. Вики утверждает, что в настоящее время наиболее высокая подтвержденная температура перехода получена для
![${Hg}_{12} {Tl}_{3} {Ba}_{30} {Ca}_{30} {Cu}_{45} O_{127}$ ${Hg}_{12} {Tl}_{3} {Ba}_{30} {Ca}_{30} {Cu}_{45} O_{127}$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/f/d/ffd4a47c8b5d6c46eae69fa6782bf1bc82.png)
—
![$138$ $138$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/1/2/b120424119a405b0a1569166985fd4c682.png)
К при нормальном давлении и
![$164$ $164$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/a/b/7ab9244e159efd51b1abc5861ca4280c82.png)
К при давлении
![$3,5 \cdot 10^5$ $3,5 \cdot 10^5$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/9/1/0915d79b406a9a3eb7271d3fb775584b82.png)
атм.