Область, изучающая свойства вещества в твёрдом и жидком состояниях, объединённая моделью.Физика конденсированного состояния — это раздел физики, изучающий свойства вещества в твёрдом и жидком состояниях, где коллективное поведение множества атомов и электронов порождает явления, отсутствующие у отдельных частиц. Это крупнейшая и наиболее активная область физики, объясняющая всё: от проводимости металлов и прозрачности стекла до магнетизма дверок холодильников и поведения жидких кристаллов в дисплеях. Область объединена концепцией эмерджентности: идеей о том, что сложные, часто удивительные свойства возникают из простых взаимодействий огромного числа составляющих.
Область возникла в начале XX века с развитием квантовой механики, которая потребовалась для объяснения таких явлений, как удельная теплоёмкость твёрдых тел и сверхпроводимость. Термин «физика конденсированного состояния» был введён Филипом Андерсоном в 1960-х годах для обозначения изучения твёрдых и жидких тел, заменив более старый термин «физика твёрдого тела».
Основной подход заключается в моделировании вещества как совокупности взаимодействующих частиц — обычно атомных ядер и электронов — с последующим применением квантовой механики и статистической механики для предсказания макроскопических свойств. Поскольку решить полную квантовую задачу даже для небольшого куска материала невозможно, физики конденсированного состояния разрабатывают упрощённые модели, такие как теория ферми-жидкости или модель Изинга, которые отражают существенную физику. Эти модели часто выявляют коллективные возбуждения, например фононы (квантованные колебания решётки) или квазичастицы, которые ведут себя как самостоятельные частицы и определяют поведение материала.
Физика конденсированного состояния лежит в основе практически всех современных технологий, включая полупроводники для электроники, магнитную запись в жёстких дисках и разработку новых материалов, таких как графен и высокотемпературные сверхпроводники.
Открытие высокотемпературных сверхпроводников в 1986 году, которые проводят электричество без сопротивления при температурах, значительно превышающих ранее считавшиеся возможными, остаётся одной из самых активных и нерешённых проблем физики конденсированного состояния.
