Fisica Statistica Parte Seconda ( Fisica Teorica 9) | L. D. Landau, E. M. Lifshitz , L. P. Pitaevskij

Per caratterizzare brevemente il contenuto di questo TX volume del Corso di fisica teorica presentato al lettore, possiamo dire che esso t dedicato alla teoria quantistica dello stato condensato della materia. Il libro inizia con un'esposizione particolareggiata della teoria dei liquidi quantistici: liquido di Bose e liquido di Fermi. Questa teoriar creatadaL.D. LandausubitodopolescopertesperimentalidiP. L. Ka-

pitsa, rappresenta attualmente un settore a sé stante in fisica teorica. La sua importanza è dovuta non tanto agli interessanti fenomeni veri­ ficatisi negli isotopi liquidi dell'elio, quanto al fatto che le rappresenta­ zioni del liquido quantistico e del suo spettro costituiscono effettiva­ mente la base della descrizione quantistica dei corpi macroscopici.

Per una comprensione approfondita delle proprietà dei metalli, ad esempio, è necessario considerarvi gli elettroni come liquido di Fermi. Tuttavia le proprietà del liquido elettronico sono rese complicate dal­ l'esistenza del reticolo cristallino, pertanto lo studio preliminare det caso piu semplice di liquido omogeneo e isotropo è un passo necessario per la costruzione di una teoria. Allo stesso modo, è impossibile capire' chiàtamente la superconduttività dei metalli, che si può considerare' còme superfluidità del liquido elettronico, senza acquisire preliminar­ mente una conoscenza della teoria elementare della superfluidità del liquido di Bose.

I l meccanismo delle funzioni di Green è parte integrante dell1appa­ rato matematico della fisica statistica moderna. Ciò è legato non sol­ tanto alla comodità che la tecnica dei diagrammi presenta per il calcolo delle funzioni di Green. Soprattutto il fatto è che le funzioni di Green definiscono direttamente lo spettro di eccitazioni elementari del corpo- e rappresentano, quindi, quel linguaggio che permette in modo pià naturale di descrivere le proprietà di queste eccitazioni. Questa è la ragione per cui nel presente volume si dà un'attenzione notevole alle questioni metodologiche, ossia alla teoria delle funzioni di Green dei corpi macroscopici. Sebbene le idee fondamentali siano le stesse per tutti i sistemi, la tecnica dei diagrammi ha forma concreta a seconda dei casi in esame. A questo proposito sembra naturale sviluppare questi metodi sulVesempio degli stessi liquidi quantistici isotropi, in cui Vessenza stessa del metodo si rivela in forma pura, senza complicazioni dovute alla disomogeneità spaziale, alVesistenza di più specie di par­ ticelle ecc.

Per ragioni analoghe trattiamo qui la teoria microscopica della superconduttività partendo da un modello semplice di gas di Fermi isotropo con interazione debole, a prescindere da complicazioni legate alV esistenza del reticolo cristallino e alV interazione coulombiana.

Quanto ai capitoli dedicati agli elettroni nel reticolo cristallino e alla teoria del magnetismo, vogliamo sottolineare ancora una volta che il presente libro fa parte del Corso di fisica teorica e non pretende in nessun modo di sostituire il corso di teoria dei solidi. Ciò premesso, qui sono considerate questioni di carattere generale e trascurate quelle concrete, che richiedono Vuso di dati sperimentali concreti e metodi di calcolo non aventi ancora una base teorica ben chiara. Notiamo anche che il presente libro non tratta le proprietà cinetiche dei solidi, che ci proponiamo di considerare nel prossimo, conclusivo volume del Corso.

Infine, in questo libro sono esposte anche la teoria delle fluttuazioni elettromagnetiche nella materia e la teoria delle fluttuazioni idrodina­ miche. Inizialmente la prima teoria faceva parte del! V i l i volume. La sua attuale inclusione nel presente libro è dovuta alla necessità di applicare le funzioni di Green, ciò che consente di conferire a tutta la -teoria una forma più semplice e comoda per Vuso. Inoltre, ci è sembrato naturale trattare le fluttuazioni elettromagnetiche ed idrodinamiche in

un solo volume.

L. D . Landau è assente fra i veri autori di questo libro. Ma il lettore potrà notare facilmente quante volte il suo nome viene citato nel libro; la maggior parte dei risultati descritti appartengono a Landau personal­ mente o sono stati ottenuti in collaborazione con i suoi allievi. Il plu­

riennale contatto diretto con lui ci dà tutte le ragioni di sperare che siamo riusciti ad esprimere correttamente il suo parere su questi problemi, tenendo ovviamente conto di quanto di nuovo è stato apportato negli ultimi quindici anni trascorsi dal giorno in cui è cessata tragicamente

la sua attività scientifica.