Квантовые эффекты в мезоскопических системах. Ч.I. Квантовое туннелирование с диссипацией. Жуковский В.Ч - 14 стр.

     Специального обсуждения требуют перспективы использования на-
стоящей науки в описании динамики частиц в полупроводниковых наност-
руктурах [3], т. е. перспектива возможного представления этих структур как
туннельных систем с диссипацией.
      Со времени открытия эффекта Джозефсона [2] разрабатывается также
наука о слабой сверхпроводимости в одиночном контакте, системе контак-
тов, сужении, тонкой проволоке, очень тонкой пленке и других объектах по-
ниженной размерности — все то, что позже нашло обширные применения в
мезоскопике [3]. Возникла также потребность в понимании особенностей
макроскопических квантовых эффектов (дискуссии по проблемам термино-
логии в этой связи продолжаются по сей день). Достаточно наглядно эта про-
блема обсуждается в обзоре К.К. Лихарева по «реально-квантовым» («вто-
ричным») макроскопическим эффектам в случае слабой сверхпроводимости
[6].
      Утверждается, что с момента становления квантовой механики неодно-
кратно обсуждался вопрос о возможности наблюдения квантового поведения
макроскопических тел. При этом речь обычно идет о динамике какой-либо
одной из огромного числа степеней свободы макротела. В качестве примера в
[6] рассматривался плоский физический маятник — твердое тело с закреп-
ленной горизонтальной осью (не проходящей через центр масс) в поле силы
тяжести. Механическое движение маятника как целого характеризуется
обобщенной координатой j — углом отклонения от положения равновесия,
и соответствующим обобщенным импульсом — моментом импульса M .
Хотя движение микрочастиц, составляющих данное тело, может быть суще-
ственно квантовым, а j является функцией координат этих частиц, в обыч-
ных условиях изменение j во времени может быть достаточно точно опи-
сано классической механикой. Тем не менее, в некоторых условиях может
стать необходимым учет квантовых эффектов и в динамике этой степени
свободы. Действительно, как следует из соотношения коммутации для опера-
торов сопряженных переменных cos j (sin j ) и M z ,

           [sin j , M z ]= i h cos j ; [cos j , M z ]= - i h sin j ,   (1.1)

причем эти величины никогда не могут быть точно определены одновремен-
но. В силу этого центр масс маятника даже при T = 0 не может находиться
в состоянии покоя ( j = 0, M = 0 ). На другом языке, кроме тепловых флук-
туаций, центр масс имеет и флуктуации квантовой природы.
      Само существование подобных квантовых эффектов в макроскопиче-
ских системах уже давно воспринимается большинством физиков как долж-
ное, несмотря на отсутствие их прямых наблюдений до экспериментов [6, 82]
со сверхпроводящими туннельными переходами, проведенных в течение