第549章 费米狄拉克统计！物质第六态！学界（1/2）
第549章费米-狄拉克统计！物质第六态！学界再震！这是最好的时代！
德国，哥廷根大学。
洪特发现最近费米很不对劲。
整天眉头微皱，好像在思考什么问题。
最近物理系新来了一个年轻漂亮的女生，众人就跟饿狼见到绵羊一般。
但费米岿然不动，毫无兴趣。
这一天，洪特吃饭时，笑着问道：
“费米，难道你不喜欢梅耶”
梅耶就是最近新加入玻恩研究团队的女生。
她目前还不是博士，而是以本科生的身份参与研究。
真实历史上，梅耶提出了一种数学模型，可以解释“为何特定数量的核子可以使得原子核稳定”这个问题。
因此，她获得了1963年的物理诺奖。
可以说，梅耶是妥妥的女学霸。
在当前这个时代，这样的女人简直是稀世珍宝。
那些单身已久的汉子们早都垂涎三尺了。
费米喝了一口汤，然后驴头不对马嘴地说道：
“洪哥，我问你一个问题。”
“既然自旋为整数的光子，它的统计规律不符合麦克斯韦-玻尔兹曼统计。”
“那自旋为半整数的电子呢，它是什么情况”
洪特听后一愣。
得！
什么梅耶菊耶的，费米这家伙是一句也没听进去。
对方的脑子里只有物理，没有女人。
洪特见状，也就不再嬉笑。
通过费米提的问题，他明白原来对方最近在研究最新的玻色-布鲁斯统计。
量子统计可谓是最近很火的理论物理课题。
它打破了经典统计力学的框架和结论，是量子力学独有的统计规律。
洪特仔细思考了一会，说道：
“光子因为不符合泡利不相容原理，所以它的统计规律和传统的麦克斯韦-玻尔兹曼统计有显著不同。”
“但电子是实实在在的粒子，尽管它也有波动性，但从粒子角度看，当成小球也没什么问题。”
“目前麦克斯韦-玻尔兹曼统计应用的很好，没有什么大问题。”
“或许，自旋为半整数的粒子，并没有自己特殊的统计规律”
洪特觉得自己的逻辑没有问题。
虽然麦克斯韦和玻尔兹曼统计的应用范围是原子和分子。
但是电子和原子、分子没有什么本质的不同，都是微观粒子，只不过大小不一样而已。
而电子和光子是有本质不同的。
电子符合泡利不相容，它不能像光子那样，在同一个位置，无限迭加。
因此，洪特觉得，电子的统计规律和原子分子应该是一样的，都符合麦克斯韦-玻尔兹曼分布。
这也是玻色的理论出来后，很少有人研究半整数自旋粒子的原因。
大家默认这种粒子，和原子分子的表现不会有什么大的差别。
研究意义不大。
但是费米却不这么认为。
“根据不确定性原理，电子的位置和动量是在随时变化之中。”
“它不能被简化成热学里的那种小球模型。”
“因此，统计大量电子的行为时，应该考虑其不确定性。”
哗！
洪特闻言一惊！
他忽然觉得费米说的很有道理。
麦克斯韦-玻尔兹曼统计描述的粒子体系是以原子为模板。
对于原子而言，它的不确定性效应极弱极弱。
所以，麦-玻统计可以近似地描述。
原子没有自旋的概念，但是电子、质子却有自旋。
这就是它们之间显著的差别。
费米显然是想进行更精确地统计，而且是扩展到整个自旋为半整数的微观粒子。
洪特兴奋地说道：
“费米，我觉得你的想法很好。”
“或许你也能像玻色那样，再提出一种新的统计规律！”
“可惜我是搞实验的，对于这种纯理论的课题就不擅长了。”
“这里面用到的数学知识，想想就觉得可怕。”
费米听后，微微一笑。
“放心吧，洪哥。”
“我一个人可以搞定。”
“况且还有玻恩教授在呢。”
接下来十多天，费米灵感大爆发，沉浸在研究之中。
“当从宏观观察，体系能量一定的时候，从微观观察，体系可能有很多种不同的分布状态。”
“比如a区域有3个电子，b区域有10个电子，和a区域有5个电子，b区域有8个电子，它们形成的体系宏观状态可能是一样的。”
“但是各体系的微观分布不一样。”
“那么，体系的总状态数，根据电子的不确定性原理和统计原理，结合电子的电荷、质量等参数。”
“计算可得为”
“在这些不同的微观分布状态中，总有一些状态的出现几率特别大。”
“其中，出现状态几率最大的分布为.”
嘶！
费米被这其中的数学震惊到了。
实在太复杂了！
“这真的会对吗”
理论推导完成后，费米迫不及待地找到玻恩，寻求意见。
“教授，请您评价下我的这篇论文。”
玻恩看见费米，心中微动。
对方是他非常看好的年轻人。
是哥廷根大学物理系，目前为数不多的，主攻理论物理的天才。
玻恩对费米寄予厚望。
于是，他接过论文，仔细地看了起来。
越看，表情越凝重。
半个小时过后，玻恩震撼不已。
他甚至比之前看到量子遂穿效应还要兴奋。
因为费米的成果是纯理论的突破！
逼格天然高一等！
玻恩的研究虽然偏向实验，但是他的内心一直向布鲁斯教授看齐。
因为只有理论物理学才能指引物理的方向！
从来只听过理论领先实验几十上百年，没听过实验领先理论太多年的。
他激动地站了起来，说道：
“费米，你的这篇论文绝对是重磅成果。”
“你把不确定性原理融入到了量子统计之中。”
“这是玻色-布鲁斯统计所欠缺的地方。”
“而且，我刚刚通过计算发现，如果引入一些近似条件，你的统计就会退化成麦-玻统计！”
哗！
费米听后，惊呆了！
原来大名鼎鼎的麦-玻统计，只是自己发现的统计方式的近似
这太惊人了！
这时，费米忽然想到：
“那对于自旋为半整数的粒子而言，在近似情况下，是不是也可以用麦-玻统计去分析。”
本章未完，点击下一页继续阅读。