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维格纳能英文解释翻译、维格纳能的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【电】 Wigner energy

分词翻译:

维的英语翻译:

dimension; maintain; preserve; thought; tie up
【化】 dimension

格的英语翻译:

case; division; metre; square; standard; style
【计】 lattice

纳的英语翻译:

accept; admit; receive
【计】 nano

能的英语翻译:

ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy

专业解析

维格纳能(Wigner Energy),在凝聚态物理中,指电子在低密度且强关联条件下,因库仑排斥作用而形成有序晶格结构时所具有的关联能。该概念由诺贝尔物理学奖得主尤金·维格纳(Eugene Wigner)于1934年首次理论预言,故得名。

物理机制与定义 当电子体系的密度极低时,电子间的平均距离增大,库仑排斥能远大于电子的动能。此时,电子为最小化排斥能,会自发排列成周期性晶格结构,即"维格纳晶体"(Wigner crystal)。维格纳能即指电子处于这种量子有序相时,相较于均匀电子气状态所降低的能量,其本质是电子强关联效应导致的基态能量修正。维格纳晶体的形成需要满足条件:$$ r_s = frac{1}{sqrt{frac{4pi}{3}n}a_B} gg 1 $$ 其中 ( r_s ) 为无量纲密度参数,( n ) 为电子密度,( a_B ) 为玻尔半径。

观测与意义 维格纳晶体的实验观测极具挑战,直至1979年才首次在液氦表面的电子系统中被间接证实。近年来,二维电子气系统(如半导体异质结、石墨烯)和冷原子体系成为研究维格纳能的重要平台。维格纳能的研究深化了对量子强关联现象的理解,对分数量子霍尔效应、莫特绝缘体等关联电子态的理论具有奠基性意义,并为量子相变、拓扑物态等前沿领域提供关键视角。

参考文献

  1. Wigner, E. (1934). On the Interaction of Electrons in Metals. Physical Review, 46(11), 1002–1011.
  2. Andrei, E. Y., et al. (2020). The marvels of moiré materials. Nature Reviews Materials, 6(3), 201–206.

网络扩展解释

"维格纳能"(Wigner energy)是一个与核物理和材料科学相关的概念,得名于匈牙利裔美国物理学家尤金·维格纳(Eugene Wigner)。它主要指核反应堆中慢化剂材料(如石墨)因辐射损伤而储存的潜在能量。

核心机制:

  1. 中子辐照效应
    在核反应堆运行过程中,高能中子会撞击石墨等慢化剂的原子,使其晶格结构发生位移。原本有序排列的碳原子被中子撞击后,部分原子脱离原位,形成晶格缺陷(如空位和间隙原子)。这一过程会在材料中储存弹性势能。

  2. 能量释放特性
    储存的维格纳能具有亚稳态特性。当材料温度升高到一定程度(约250°C以上)时,晶格缺陷会重新排列并恢复有序结构,导致储存的能量以热量的形式突然释放。这一过程称为维格纳能量释放。

历史案例:

1957年,英国温斯乔尔核电站(Windscale Pile)因石墨慢化剂中积累的维格纳能意外释放,引发了火灾和放射性物质泄漏。这一事故促使核反应堆设计中对石墨退火程序的改进。

应用与影响:

补充说明:

维格纳的研究还涉及量子力学中的对称性(如维格纳定理)和核反应理论,但“维格纳能”特指上述材料中的能量储存现象。

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