準粒子
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準粒子 (じゅんりゅうし、quasiparticle) とは、その振る舞いがある系の中で一つの粒子として特徴付けることのできる離散的な現象の集団を言う。大雑把には、ある粒子とその粒子の局所環境への効果を合わせたものと定義することができる。
物質中の粒子間には複雑な相互作用が働いている。その相互作用を切って自由粒子として扱うことは原理的に不可能である。逆に言えば、相互作用によって粒子の集団運動がつくる励起は生まれる。よって物質中では粒子という概念自体が必ずしも自明ではない。ところが、複雑な相互作用があるにもかかわらず、あたかも特定の運動量やエネルギーを持った自由粒子が独立に運動しているように振る舞い、着目していない粒子が背景(真空)であるように扱える場合がある。このような粒子は相互作用の効果を繰り込んだものであり、「相互作用の衣を着た粒子」という意味で「準粒子」と呼ばれる。[1]
準粒子が系に及ぼす効果もまた準粒子である。
準粒子の全体的な性質は単一の自由粒子のように振る舞う。この概念は凝縮系物理において最も重要である。これは量子多体問題を単純化できると知られている数少ない方法の一つである。同様に、これは他のあらゆる数の多体系にも適用することができる。