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Concept
Quasi-particule
Résumé
Les quasi-particules, ou quasiparticules, sont des entités conçues comme des particules et facilitant la description des systèmes de particules, particulièrement en physique de la matière condensée. Parmi les plus connues, on distingue les trous d'électrons qui peuvent être vus comme un "manque d'électron", et les phonons, qui décrivent des "paquets de vibration".
Les solides sont formés de trois types de particules : les électrons, les protons et les neutrons. Bien qu'elles ne fassent pas partie de ces dernières,les quasi-particules sont plutôt issues des interactions dans le solide. On ne peut donc pas s'attendre à déceler une quasi-particule dans le vide, à la différence des particules (électrons, protons, neutrons).
Décrire le mouvement des particules dans le solide est ardu. Chaque électron et chaque proton interagit, jusqu'à un certain degré, avec tous les autres électrons et protons du système (par la loi de Coulomb), ce qui complexifie énormément la description du mouvement des particules dans le solide (voir le problème à N-corps). D'un autre côté, il est facile de décrire le mouvement d'une particule qui n'interagit avec aucune autre particule dans le solide. En mécanique classique, elle se déplacerait en ligne droite, et en mécanique quantique, elle bougerait comme une superposition d'ondes planes. Il est donc à notre avantage, pour décrire la physique du solide, d'utiliser le mouvement de quasi-particules fictives, qui agissent comme des particules sans interaction, pour décrire le mouvement de réelles particules dans les solides.
Les quasi-particules ne sont donc qu'un outil mathématique permettant de décrire plus facilement le mouvement et l'interaction des particules dans le solide.
La principale motivation d'utiliser les quasiparticules vient du fait qu'il est pratiquement impossible de décrire toutes les particules d'un système macroscopique. Par exemple, dans un seul grain de sable (), il y a déjà nucléons et électrons. Chacune d'entre elles sont attirées et repoussées par toutes les autres par la loi de Coulomb.
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