Рассматривается увлечение носителей тока (электронов) в двумерной полупроводниковой наноструктуре при движении вблизи ее поверхности потока нейтральных частиц (атомов или молекул). Показано, что увлечение по физическому механизму похоже увлечению электронов ионным пучком в квантовых проволоках, рассмотренному ранее в работах В.Л. Гуревича и М.И. Мурадова.

Oбсуждается с единой точки зрения ряд обменных корреляционных эффектов в квантовых системах. Эти эффекты могут наблюдаться как на микроскопических, так и на макроскопических расстояниях. Для анализа макроскопических корреляционных эффектов требуется понимание физического механизма обменной корреляции. А это, в свою очередь, требует анализа фазовых соотношений между волновыми функциями квантовых состояний, определяющих наблюдаемые физические величины. Неучет этих фазовых соотношений при интерпретации корреляционных экспериментов вызвал появление таких предположений как мгновенное дальнодействие на расстоянии и других подобных идей, противоречащих традиционной физической картине близкодействия, причинности и локальности. Наоборот, понимание физической природы корреляционного механизма позволяет объяснить эти эксперименты безо всяких такого рода идей. ВведениеВ работе дан обзор ряда обменных корреляционных эффектов с единой точки зрения в свете физических представлений, развитых в работе авторов [1]. Мы огра-ничимся рассмотрением системы невзаимодействующих квантовых частиц. Под корреляцией будем понимать связь между измеренными физическими величинами, которые относятся к этим частицам. Корреляцию мы бу-дем отличать от взаимодействия. Взаимодействие обыч-но предполагает наличие причинно-следственной связи между двумя событиями, т. е. одно событие является причиной, другое -следствием. Для двух коррелиро-ванных событий это не обязательно. Два коррелирован-ных события могут быть следствием некоего третьего события -общей причины в прошлом. При этом между ними нет непосредственной причинно-следст-венной связи.Далее речь пойдет о корреляции измерений наблю-даемых величин в один момент времени в двух точках пространства. Взаимодействие между такими событиями невозможно, если принять положение теории относи-тельности об отсутствии сверхсветовых скоростей.Под наблюдаемыми физическими величинами будем понимать все, что может быть измерено прямо или косвенно. Например, это могут быть энергии, скорости, заряды, спины, положения в пространстве, а также какие-либо характеристики твердотельного устройства.Системой можно считать уже две частицы. Простой двухчастичной квантовой системой является, например, два электрона в атоме гелия или в молекуле водорода. Здесь нам достаточно рассмотреть только двухчастич-ные корреляции, поскольку многочастичные корреляции могут быть построены на основе и по образцу двухча-стичных.Корреляция между классическими частицами возмож-на только в результате взаимодействия между ними. А вот для квантовых частиц это не обязательно. Корре-ляция между наблюдаемыми физическими величинами, которые определяются состояниями квантовых частиц, может возникать и безо всякого явного взаимодействия между частицами. Это так называемая обменная корре-ляция, о которой будет идти речь.В последние десятилетия чрезвычайно популярна квантовая корреляция на больших макроскопических расстояниях между парой измерений. Общее назва-ние всего этого -парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена по имени авторов работы 1935 года [2],...

Квантовый язык бра + кет, введенный ранее авторами для объяснения квантовой корреляции на макроскопических расстояниях, позволяет понять физический механизм интерференции отдельных квантовых частиц без представления о превращении волны в частицу и наоборот, а также избежать утверждений о ретрокаузальности, нелокальности, мгновенном взаимодействии и других подобных явлений, якобы присущих квантовой механике. В рамках бра + кет подхода рассмотрены опыты с двумя и тремя щелями, опыты с отложенным выбором и некоторые более сложные интерференционные опыты с переменными параметрами, результаты которых вызвали оживленную многолетнюю дискуссию с противоположными выводами о траекториях частиц в интерферометрах.Ключевые слова: квантовая механика, интерференция, волны и частицы.

Рассматривается увлечение носителей тока (электронов) в двумерной полупроводниковой наноструктуре при движении вблизи ее поверхности потока нейтральных частиц (атомов или молекул). Показано, что увлечение по физическому механизму похоже увлечению электронов ионным пучком в квантовых проволоках, рассмотренному ранее в работах В.Л. Гуревича и М.И. Мурадова.Эффект увлечения носителей тока в одной физической системе под влиянием потока частиц в другой системе неоднократно исследовался теоретически и экспериментально (см., например, работы [1-7]). Увлечение носителей тока в наноструктуре ионным пучком рассматривалось в работах [8,9]. В общем случае увлечение связано с возможностью обмена импульсом (для кристаллов -квазимпульсом) между двумя взаимодействующими системами. Одна из них -активная система имеет отличный от нуля полный (квази)импульс и может взаимодействовать со второй -пассивной системой с исходным нулевым полным (квази)импульсом. При включении межчастичного взаимодействия импульс активной системы распространится на частицы пассивной системы. Поскольку общий центр инерции систем не может измениться под действием внутренних сил, пассивная система обязана прийти в движение, получив часть импульса активной системы. Всегда имеющаяся диссипация в активной системе компенсируется в стационарном режиме приложенной внешней силой, а диссипация в пассивной системе определяет величину увлечения через баланс приходящего и уходящего импульса.В нашем случае активная система -газ нейтральных атомов или молекул, поток которых охватывает пассивную систему в виде полупроводниковой квазидвумерной наноструктуры с невырожденным электронным газом на низшем уровне поперечного квантования.Величину увлечения электронов тяжелыми частицами (M ≫ m) оценим из следующих соображений. Обе системы в стационарном режиме считаем пространственно однородными, исключая поперечный размер. В поперечном направлении потенциал взаимодействия, создаваемый частицами активной системы, мало меняется в пассивной области из-за сравнительно большого расстояния между ними и электронами наноструктуры и малой толщины пассивной области. Этот потенциал для достаточно тяжелых частиц можно приближенно считать движущейся преградой, упруго отражающей электроны с определенной вероятностью и тем самым передающий им импульс mV в направлении своего движения. При частоте столкновений электронов с преградой ν d = 1/τ d вносимый импульс в среднем равен mV ν d . В свою очередь электроны наноструктуры из-за рассеяния на примесях и фононах теряют направленную скорость с частотой релаксации ν e = 1/τ e . В стационарном режиме устанавливается баланс меж-(1)В отсутствие эффективного трения ν e → 0 и при любой величине взаимодействия ν d = 0 в стационарном режиме достигается полное увлечение V = V ′ и передача импульса прекращается. В этом предельном случае полного увлечения в пассивной системе ток будет равен j d = enV , где n -концентрация электронов, а e -их заряд. Для потока бесстолкновительного нейтрального газа, который можно получить фильтрацией теплового источника достато...