بيشتر شما با کلمه چگالي آشنا هستيد. نسبت جرم به حجم مواد!
اما ماده با چگالي بيشتر يا ماده چگال تر ماده‌اي است که در حجم مشخصي از آن جرم بيشتري داشته باشيم.
اما اين به معني اين نيست که فيزيک ماده چگال صرفاً به بررسي چيزهايي مثل سرب مي‌‌پردازد!
راستش فيزيکدان ها در اوايل قرن 20 تنها مي‌‌توانستند مسأله‌هاي مربوط به گازها را حل کنند. در واقع حل کردن مسايلي که در آنها تعداد زيادي ذره دخيل هستند خيلي سختتر از مسايلي است که در آنها با يک يا دو ذره سر و کار داريم. براي يک ذره با استفاده از قوانين نيوتن به راحتي مي‌‌شود مسأله را حل کرد. اما تصور کنيد بخواهيم سه حرکت حدود يک مول گاز که 10به توان 23 مولکول دارد را با استفاده از معادلات نيوتن حل کنيم! مطمينا از پس اين کار بر نمي‌آييم.
اما کاري که فيزيکدانها هميشه کرده‌اند و ميکنند تقريب زدن است. در اوايل قرن 20 با چشم پوشي از چيزهايي مثل بر هم کنش بين مولکولها و کامل فرض کردن گازها راه حلهايي براي بررسي مسأله گازهاي رقيق ارايه شده است اما خوب با باقي مسايل چه بايد مي‌‌کرديم…
کم کم تلاش براي پاسخ دادن به اين سوال منجر به ايجاد شاخه جديد در فيزيک شد. فيزيک ماده چگال يعني فيزيک بررسي موادي که ديگر آنقدر رقيق نيستند که بشود از برهم کنش بين ذرات آنها صرف نظر کرد. البته مهم‌ترين مثال براي اين جور مسايل، مسايل مربوط به جامدات و به ويژه فلزات هستند.
چيزهايي مثل انبساط و انقباض، رسانايي، ظرفيت گرمايي، هدايت الکتريکي و … شناخته شده بودند اما راه حل و مدل قابل قبولي براي آنها ارايه نشد…امروز فيزيک ماده چگال ديگر جواب اين سوالها را داده است اما جواب دادن به يک سوال باعث ايجاد چند سوال جديد مي‌‌شود و به همين دليل دامنه فيزيک ماده چگال بسيار گسترده شده است. ماده چگال کاران تجربي اين روزها بيشتر در حال بررسي خواص مغناطيسي مواد و بحث ابر رسانايي هستند. چطور مي‌‌شود ابر رساناها در دماهاي بالاتر پيدا کرد و …
ماده چگال کاران تيوري نيز بعضاً دنبال پيدا کردن مدلي براي پديده‌هاي مشاهده شده در زمينه‌هاي ابررسانايي، انتقال امواج و غيره اند… البته شاخه نسبتاً جديدتري از فيزيک ماده چگال که به فيزيک ماده چگال نرم مشهور شده است به بررسي مسايلي مربوط به سيستم‌هايي با برهم کنش غير قابل صرف نظر بين اجزاء آن مي‌‌پردازد که ديگر ساختار منظم و بلوري ندارند. شايد مهم‌ترين مثالها مايعات باشند اما اين تعريف آنقدر گسترده است که مي‌‌شود گفت فيزيکدانان ماده چگال نرم امروزه تقريباً همه کار ميکنند! از بررسي روابط اجتماعي تا بررسي شبکه‌هاي عصبي … از بررسي ساختار پروتيين‌ها و DNA تا پيش بيني رفتار قيمت سهام شرکت ها… همه اينها سيستم‌هايي هستند که ا بين ذرات بسيار زيادشان بر هم کنش بسيار بالايي وجود دارد اين شاخه از فيزيک ماده چگال کمتر به بخش تيوري يا تجربي تقسيم مي‌‌شود و البته بيشتر کارها بر مبناي شبيه سازيهاي کامپيوتري انجام مي‌‌شود.
قديم ترها به فيزيک ماده چگال، فيزيک حالت جامد نيز گفته مي‌‌شد اما حتماً مي‌‌دانيد که چرا اين اسم ديگر کاربرد زيادي ندارد! شايد بشود گفت فيزيک ماده چگال گسترده‌ترين شاخه فيزيک است. حدود 60% دانش جويان دکتراي فيزيک در اين گرايش تحصيل ميکنند. زياد نيست؟
شاخه‌هاي فيزيک ماده چگال
فيزيک ماده چگال شامل دو شاخه فيزيک ماده چگال سخت , فيزيک ماده چگال نرم است.
منبع:http://www.academist.ir/خ