1
Доступно поисковых запросов: 1 из 2
Следующий пробный период начнётся: 11 октября 2022 в 16:50
Снять ограничение

ГОСТ Р 57257-2016

Нанотехнологии. Часть 12. Квантовые явления. Термины и определения
Действующий стандарт
Проверено:  03.10.2022

Информация

Название Нанотехнологии. Часть 12. Квантовые явления. Термины и определения
Название английское Nanotechnologies. Part 12. Quantum phenomena. Terms and definitions
Дата актуализации текста 01.01.2021
Дата актуализации описания 01.01.2021
Дата издания 10.01.2019
Дата введения в действие 01.07.2017
Область и условия применения Настоящий стандарт является частью серии стандартов ИСО/ТС 80004 и устанавливает термины и определения понятий в области нанотехнологий, относящихся к квантовым явлениям
Опубликован Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2019 год
Утверждён в Росстандарт

     
ГОСТ Р 57257-2016/
ISO/TS 80004-12:2016

     
Группа Т00

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


НАНОТЕХНОЛОГИИ


Часть 12


Квантовые явления. Термины и определения


Nanotechnologies. Part 12. Quantum phenomena. Terms and definitions

ОКС 01.040.07

          07.030

Дата введения 2017-07-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 441 "Нанотехнологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 ноября 2016 г. N 1673-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TS 80004-12:2016* "Нанотехнологии. Словарь. Часть 12. Квантовые эффекты в нанотехнологиях" (ISO/TS 80004-12 "Nanotechnologies - Vocabulary - Part 12: Quantum phenomena in nanotechnology", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2019 г.


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Одним из важных направлений развития нанотехнологий является изучение и практическое применение уникальных свойств нанообъектов, связанных с проявлением квантовых эффектов.

С уменьшением размеров объектов до нанодиапазона у них начинают проявляться эффекты квантования (квантование энергии, квантование момента импульса и т.д.), возникающие вследствие возможности удержания частиц в одном, двух или трех пространственных измерениях (квантовый захват), а также новые свойства и особенности, описанные в квантовой механике.

Термин "частица" рассмотрен в настоящем стандарте и с классической точки зрения, и с точки зрения квантовой механики. С классической точки зрения частица является дискретной частью материи, что соответствует установленному в ISO/TS 80004-2 термину "частица: "мельчайшая часть вещества с определенными физическими границами". С точки зрения квантовой механики частица является объектом, подчиняющимся законам квантовой механики. В квантовой механике к частицам относят электроны, атомы, молекулы и др. и описывают как частицы и квазичастицы (экситоны, фононы, плазмоны, магноны и т.п.), то есть элементарные возбуждения или кванты коллективных колебаний в системах сильновзаимодействующих частиц.

Квантовые явления проявляются не только в нанодиапазоне. Взаимосвязь нанотехнологий и квантовых эффектов важна для идентификации нанопродукции и дальнейшего развития нанотехнологий.

Некоторые наименования терминов, установленных в настоящем стандарте, связаны с именами ученых, которые открыли те или иные квантовые явления. Среди ученых иногда возникают разногласия о наименовании таких терминов из-за первенства открытия того или иного квантового явления. Кроме того, одно и то же квантовое явление в различных странах может иметь разное наименование.

Развитие нанотехнологий тесно связано с дальнейшим изучением квантовых явлений. Термины, установленные в настоящем стандарте, не охватывают все существующие понятия в области нанотехнологий и квантовых явлений. Некоторые термины, относящиеся к существующим и вновь открываемым квантовым явлениям, будут включены в стандарт при его последующем пересмотре.

Настоящий стандарт будет способствовать установлению единой терминологии в сфере нанотехнологий и смежных областях деятельности, развитию международного сотрудничества между организациями и отдельными специалистами, осуществляющими свою деятельность в области нанотехнологий, содействовать выводу на рынок нанопродукции и устранению технических барьеров в торговле.

В приложении А приведены термины, применяемые в классической и квантовой механике, необходимые для понимания текста настоящего стандарта.

Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области нанотехнологий, относящихся к квантовым явлениям.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

Термины-синонимы приведены в качестве справочных данных и не являются стандартизованными.

Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них произвольные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, относящиеся к определенному понятию. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.

В стандарте приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском языке.

В стандарте приведен алфавитный указатель терминов на русском языке, а также алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы, представленные аббревиатурой, и иноязычные эквиваленты - светлым, синонимы - курсивом.

     1 Область применения

Настоящий стандарт является частью серии стандартов ISO/TS 80004 и устанавливает термины и определения понятий в области нанотехнологий, относящихся к квантовым явлениям.

Установленные в настоящем стандарте термины могут применяться в смежных с нанотехнологиями областях деятельности.

Настоящий стандарт предназначен для обеспечения взаимопонимания между организациями и отдельными специалистами, осуществляющими свою деятельность в области нанотехнологий.

     2 Термины и определения общих понятий, относящихся к квантовым явлениям

2.1 длина волны де Бройля: Длина волны любой частицы, отражающая ее волновые свойства, и значение которой вычисляют по формуле, выведенной Л. де Бройлем.

de Broglie wavelength

Примечание - Формула де Бройля для вычисления длины волны частицы

,

 (1)

где - длина волны частицы;

- постоянная Планка;

- импульс частицы.

2.2 квантование: Процесс, в результате которого получают квантованные физические величины.

quantization

2.3 квантованная величина: Дискретное значение физической величины, кратное ее элементарному количеству.

quantized


Примечание - Элементарное количество физической величины называют "квантом физической величины".

2.4 квантовая когерентность: Коррелированное изменение фазы волновой функции системы в состоянии квантовой суперпозиции (2.9).

quantum coherence


Примечание - Квантовая декогерентность - процесс нарушения квантовой когерентности.

2.5 квантовый захват, квантовый конфайнмент: Ограничение движения частицы в одном, двух или трех пространственных измерениях при условии, что размерные параметры физической системы и длина волны де Бройля (2.1) частицы находятся в пределах одного порядка [2].

quantum confinement

Примечание - Основные характерные длины для возникновения квантового захвата: длина волны де Бройля, длина волны Ферми, средняя длина свободного пробега, боровский радиус (для экситонов) или длина их когерентности.

2.6 квантовая запутанность: Квантовое явление, при котором квантовые состояния двух или более частиц являются взаимозависимыми [3], [5].

quantum entanglement

Примечание - Квантовую запутанность описывают квантовым состоянием частиц в целом, а не квантовым состоянием отдельных частиц.

2.7 квантовая интерференция: Когерентная суперпозиция волновых функций (2.14) (квантовых состояний) физической системы.

quantum interference

2.8 квантовое число: Число, определяющее одно из возможных дискретных значений физической величины, используемой для описания квантовой системы [3], [5]-[7].

quantum number

Примечания

1 Некоторые квантовые числа используют для описания пространственного распределения волновой функции частицы.

2 Некоторые квантовые числа используют для описания собственного ("внутреннего") состояния частицы, например, величина и направление спина и т.д.

3 Квантовое состояние электрона в атоме описывают следующими четырьмя квантовыми числами: главным квантовым числом, азимутальным квантовым числом, магнитным квантовым числом и спиновым квантовым числом.

2.9 квантовая суперпозиция: Линейная суперпозиция (или линейная комбинация) волновых функций (2.14).

quantum superposition

Примечания

1 В квантовой механике принцип суперпозиции - один из основных постулатов, определяющий любую линейную суперпозицию (или линейную комбинацию) волновых функций как волновую функцию физической системы.

2 Волновой функцией описывают состояние физической системы в любой момент времени.

2.10 квантовое туннелирование: Преодоление частицей потенциального барьера в случае, когда ее полная энергия меньше высоты барьера [1], [3], [4].

quantum tunneling

Примечания

1 Туннелирование - квантовое явление (3.8), не имеющее классического аналога. Классическая частица с энергией E не может находиться внутри потенциального барьера высотой V, если E меньше V, так как кинетическая энергия частицы становится при этом отрицательной.

2 В соответствии с принципом квантовой неопределенности существует вероятность преодоления любой элементарной частицей потенциального барьера.

2.11 квазичастица: Элементарное возбуждение, или иначе квант коллективных колебаний, системы сильновзаимодействующих частиц [1]-[3], [5].

quasi-particle

Примечание - К квазичастицам относят экситоны, фононы, плазмоны, магноны, поляритоны и т.д.

2.12 кубит; квантовый бит: Основная единица представления квантовой информации (6.8), реализуемая двумя состояниями квантовой системы, находящейся в одном из состояний или в суперпозиции обоих состояний [1]-[3], [5], [8].

qubit; quantum bit

2.13 поверхностный плазмон: Квазичастица (2.11), отвечающая квантованию (2.2) поверхностных плазменных колебаний.

surface plasmon

2.14 волновая функция: Математическая функция, используемая для полного описания состояния квантовой системы и содержащая всю информацию об измеряемых физических величинах системы.

wave function

Примечания

1 Волновую функцию также называют "вектором состояния", ее выражают значениями амплитуд вероятностей, которые непосредственно не измеримы.

2 Термин "состояние квантовой системы" является синонимом термина "квантовое состояние".

     

     3 Термины и определения основных понятий, относящихся к квантовым явлениям

3.1 эффект Ааронова-Бома*: Квантовое явление, при котором электромагнитные потенциалы влияют на частицы даже в тех областях пространства, где напряженность электрического поля и индукция магнитного поля равны нулю.

Aharonov-Bohm effect

_______________

* Пояснение разработчика: данное квантовое явление получило свое наименование по именам ученых Я.Ааронова и Д.Бома, описавших его в 1959 г.

3.2 баллистический перенос; баллистический транспорт: Режим движения частиц без рассеяния при условии, что характерные длины физической системы, в которой рассматривают перенос частиц, меньше длины свободного пробега частиц.

ballistic transport

3.3 эффект Казимира**: Явление взаимного притяжения незаряженных проводящих объектов, помещенных в вакуум, возникающее из-за квантовых флуктуаций вакуума [3], [5].

Casimir effect

_______________

** Пояснение разработчика: данное явление получило свое наименование по имени ученого X.Казимира, описавшего его в 1948 г.

Примечания

1 Эффект Казимира у макроскопических объектов проявляется незначительно. У нанообъектов наблюдается значительное проявление эффекта Казимира, поэтому его следует учитывать при проектировании наноэлектромеханических систем (НЭМС).

2 Существуют также "силы отталкивания Казимира", проявляющиеся в зависимости от свойств и геометрических параметров взаимодействующих объектов и условий эксперимента.

3.4 когерентный перенос: Режим движения частиц с четко определенной фазой, при условии, что характерные длины физической системы, в которой рассматривают перенос частиц, меньше длины фазовой когерентности частиц.

coherent transport

3.5 кулоновская блокада: Блокирование туннелирования электронов в квантовой точке (4.1) через туннельный переход, происходящее вследствие принципа Паули*** и кулоновского отталкивания электронов.

Coulomb blockade

_______________

*** Пояснение разработчика: принцип Паули - один из фундаментальных принципов квантовой механики, согласно которому две тождественные частицы с полуцелым спином не могут одновременно находиться в одном состоянии. Данный принцип получил свое наименование по имени ученого В.Паули, сформулировавшего его в 1925 г.

Примечания

1 Кулоновская блокада возникает вследствие квантования заряда. Явление кулоновской блокады используют для управления электронным переносом в одноэлектронных транзисторах (ОЭТ).

2 Типичным примером проявления кулоновской блокады является двойной туннельный переход, представляющий собой маленький проводящий островок (квантовую точку), соединенный с металлическими контактами с помощью двух туннельных переходов [1].

3.6 наномагнетизм: Магнитные свойства наноструктурированных материалов или устройств, имеющих компоненты размерами в нанодиапазоне.

nanomagnetism

3.7

наноразмерный эффект: Эффект, присущий нанообъекту или области с размерами в нанодиапазоне [3], [4].

[ISO/TS 80004-1:2010, статья 2.13]

nanoscale phenomenon

3.8 квантовое явление; квантовый эффект: Физический эффект, возникающий вследствие проявления квантовых свойств частиц и их взаимодействия, вторичных эффектов квазичастиц (2.11) в физической системе, который исчезает в классическом пределе.

quantum phenomenon; quantum effect

Примечания

1 Не все квантовые явления проявляются в нанодиапазоне.

2 Не все явления, проявляющиеся в нанодиапазоне, обусловлены квантовыми эффектами.

3.9 квантовый эффект Холла: Эффект Холла в квантовой механике, в котором проводимость Холла выражена дискретными значениями, кратными значениям кванта проводимости.

quantum Hall effect

Примечание - Если кратные отношения выражены целыми числами, то квантовый эффект Холла называют "целочисленным квантовым эффектом Холла", а если рациональными дробями, то - "дробным квантовым эффектом Холла".

3.10 квантовый размерный эффект: Явление возникновения квантового захвата (2.5) при определенных размерах физической системы.

quantum size-effect

3.11 поверхностный плазменный резонанс: Возбуждение поверхностного плазмона (2.13) на его резонансной частоте под воздействием внешнего электромагнитного поля.

surface plasmon resonance

Закупки не найдены
Свободные
Р
Заблокированные
Р
Роль в компании Пользователь

Для продолжения необходимо войти в систему

После входа Вам также будет доступно:
  • Автоматическая проверка недействующих стандартов в закупке
  • Создание шаблона поиска
  • Добавление закупок в Избранное