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Quantenfestkörper

Supraleitung, Tieftemperaturphysik und -technik , Quantenkristalle, eine Klasse von Festkörpern, deren Atome selbst im Quanten-Grundzustand starke Nullpunktsbewegung zeigen. Dies ist das Resultat ihrer kleinen Masse und des schwach ausgeprägten anziehenden Teils des Wechselwirkungspotentials. Die bekanntesten Beispiele sind 3He und 4He, weitere Beispiele die molekularen Wasserstoffe H2, D2, HD sowie Ne, N2 und CH4.

Quantenfestkörper besitzen keine eindeutige Verwirklichung der Orientierungs-Freiheitsgrade. So gibt es zwei Typen von Wasserstoffmolekülen, Orthowasserstoff und Parawasserstoff, die sich durch die Einstellmöglichkeiten der beiden Spins zueinander unterscheiden. Unterhalb von 1 K verursachen kooperative Orientierungseffekte der nichtsphärischen Orthomoleküle langreichweitige Ordnung.

In festem 3He führt ein Quanteneffekt schon bei ca. 10-3 K zur nuklearen Ordnung (oriented nuclei). Dies ist das Resultat der antisymmetrischen Wellenfunktion, der Fermi-Dirac-Statistik und des Überlapps mit den Wellenfunktionen der Nachbaratome aufgrund der grossen Nullpunktsbewegung. (Tieftemperaturphysik)

 

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