Sep 06, 2023 19:59
Один знакомый физик прочитал биологам популярную лекцию о своей науке, а потом мы все это еще обсудили с хозяевами за рюмкой чая.
На следующий день профессор-зоолог с чувством искреннего ошеломления констатировал: "У этих физиков для того, чтобы студент мог делать хоть что-нибудь осмысленное, его надо сначала целых три года учить разной математике!"
На самом деле еще хуже: три года учить разной математике нужно только для того, чтобы студент мог примерно понять, чем вообще занимается та лаборатория, в которую он попал. А чтобы он мог что-то осмысленное делать, нужен еще год :-)
Ну, к примеру, лаборатория занимается чем-то, связанным с дырочной проводимостью в полупроводниках. Это широкая общая тема; аналог для биологии -- примерно "занимаемся паукообразными".
Чтобы понять, что эти слова вообще означают, наш четверокурсник должен -- ну вот никак без этого не обойтись -- что-то понимать про:
а) зонную структуру кристалла;
б) то есть про поведение решений некого дифференциального уравнения в периодическом потенциале;
в) и почему эти самые решения правильно записывать в виде плоской гармонической волны exp^{iqr};
г) и почему это самое q -- нечто очень похожее на простой механический импульс mv из школьной механики;
д) но не совсем;
е) и как в простейшем случае будет выглядеть закон дисперсии e(q)
ж) и откуда берется эффективная масса;
и, независимо от всего этого:
з) как устроено статистическое распределение Ферми для электронов (а откуда оно такое берется -- как раз мало кто помнит, хотя и должен бы);
и) где и почему в данном конкретном кристалле проходит уровень Ферми
-- и только тогда студент способен понять, что вообще такое "дырки" в кристалле -- подвижные носители заряда типа электронов, но с другой массой и, что совсем возмутительно, положительным зарядом (и нет, это никакие не позитроны).
И вот после всего этого можно уже начать объяснять, какой конкретной задачей занимается лаборатория.
:-)