介观物理学是
物理学中一个新的分支学科。“介观(mesoscopic)”这个词汇,由Van Kampen于1981年所创,指的是介乎于
微观和
宏观之间的尺度。介观物理学所研究的
物质尺度和
纳米科技的研究尺度有很大重合,所以这一领域的研究常被称为“介观物理和纳米科技”。
介观物理学是
物理学中一个新的分支学科。“介观(mesoscopic)”这个词汇,由Van Kampen于1981年所创,指的是介乎于
微观和
宏观之间的尺度。介观物理学所研究的
物质尺度和
纳米科技的研究尺度有很大重合,所以这一领域的研究常被称为“介观物理和纳米科技”。
对于宏观物质的研究,一般应用
统计力学的方法,考虑大量粒子的平均性质。宏观系统的尺度远大于(微观粒子能够保持其
相干性的)相干尺度。在这种情况下,每个系统样本中各个粒子的运动缺乏关联,呈现
统计上的
无规性,系统的整体性质很好的被大量粒子的平均运动所描述:即同一系统的不同样本性质间的差异很小,所有样本的性质都由系统的
平均值刻画,
统计涨落很小。处于介观尺度的材料,尽管也含有大量粒子,但其系统尺度小于相干尺度,同一样本中的粒子保持相干运动,各个样本性质差异极大,系统的平均值不再有效的刻画系统中所有样本的性质,或者说存在很大的统计涨落。这种涨落称之为介观涨落,是介观材料的一个重要特征。
除了
试验和
技术上的重要应用外,介观尺度在
理论上是探索
量子混沌现象的重要场所。混沌现象是宏观
经典力学中的普遍现象,但在
量子世界中,目前还不能观测到低
激发态量子系统的混沌现象。介观物理研究的物质处于量子体系的高激发态,其微观性质和对应的宏观力学性质有很大关联。对应的宏观力学系统行为不同的话(可积系统或是混沌系统),材料的微观性质也会不同。这使得介观物理成为研究量子混沌以及
量子力学和经典力学过渡关系的重要领域。