Отзыв

ОТЗЫВ

о работах в области магнетизма профессора, доктора физико-математических наук

Юрия Борисовича РУМЕРА

Среди многочисленных работ известного советского физика-теоретика Ю.Б. Румера четыре исследования посвящены вопросам магнитных свойств системы электронов в металлах ( электронного газа). А именно:

1. « К теории магнетизма электронного газа», ЖЭТФ,18,1081-1905,1948г.

2. «Периодическая зависимость магнитной восприимчивости от поля при низких температурах», ЖЭТФ,20,573,1950г.

3. «К термодинамике электронного газа», ЖЭТФ, 19. 757-759, 1949г.

4. «К термодинамике Бозе-газа», ЖЭТФ, 20,807–810, 1950 г.

Хорошо известно, что магнитные свойства металлов давно уже привлекают внимание физиков. Развитие современной квантовой теории твердого тела началось с разработки теории магнитных свойств системы электронов твердого тела (работы Я.Г. Дорфмана , В. Паули, Л.Д. Ландау и др.). Из основных положений квантовой механики можно получить, как следствие, что даже свободный газ электронов обладает весьма интересными магнитными свойствами, которые нельзя было совершенно объяснить в рамках классической теории. Если отвлечься от межэлектронного взаимодействия и от взаимодействия электронов с ионной решеткой (случай так называемого приближения свободных электронов), то можно показать, что электронный газ обладает диамагнитными свойствами (диамагнетизм Ландау). При учете существования электронных спинов можно рассчитать парамагнитную восприимчивость этого газа (парамагнетизм Дорфмана-Паули).

Однако до работы Ю.Б. Румера задача диамагнетизма и парамагнетизма электронного газа рассматривались обычно раздельно и, как правило, для ограниченного диапазона изменения температуры и напряженности магнитного поля. Наиболее полный и математически строгий расчет магнитных свойств «свободного» электронного газа и был произведен Ю.Б. Румером (см. первую из цитированных работ).

Автор исходит из общей термодинамической формулы и определяет магнитную восприимчивость как произведение обратной величины магнитного поля на производную давления по полю при постоянных температуре и химическом потенциале. При вычислении давления как функции поля, автор предложил очень остроумный математический прием (интегрирование в комплексной плоскости), который позволил получить ему в очень компактной форме некоторую вспомогательную «сумму состояний», из которой далее определяются все необходимые термодинамические величины электронного газа. При этом вначале автор пренебрегает лишь межэлектронным взаимодействием, не считая, однако электроны свободными. Затем результаты общего расчета применяются специально для вычисления магнитных свойств «свободного» электронного газа; как при абсолютном нуле температур, так и при температурах ниже и выше температуры вырождения в области слабых и сильных полей. Самым ценным в этом расчете является его математическая общность и корректность. Физическим достоинством расчета является то, что в нем нет ограничений в изменениях температуры и величины напряженности поля и что нет искусственного разделения в рассмотрении пара- и диамагнитных свойств.

Расчёты автора в значительной части доведены до числа. Кроме того, в конце работы приведены математические приложения, весьма полезные для читателя и в связи с другими возможными расчетами по теории электронного газа.

Во второй работе (см. вторую цитированную статью) автор показывает, что из общих результатов его первой работы вытекает естественное объяснение периодической зависимости магнитной восприимчивости электронного газа от напряженности магнитного поля в области низких температур. Этот вывод теории находится в хорошем количественном согласии с известными опытами советских исследователей Б.И. Веркина , Б. Г. Лазарева и Н.С. Руденко (см. например, ЖЭТФ , 20, 93, 1950 г.).

В третьей работе (см. третью статью из цитированных выше) автор развивает математическую разработку своей теории. В ней им показано, что его «сумма состояний» при любой температуре может быть вычислена через аналогичную величину, взятую для абсолютного нуля. В работе сформулированы общие свойства этой величины и рассмотрены некоторые, частичные случаи электронных газов.

В четвертой работе (см. четвертую ссылку выше) автор на основе полученных им в предыдущих работах результатах исследует явление «конденсации» Бозе-газа и влияние на температуру «конденсации» внешних параметров. Эта работа представляет интерес при трактовке систем Бозе-частиц. В частности, для элементарных возбуждений (квази-частиц), в ферромагнитных (спиновые волны или ферромагноны) в жидком гелии 11. Эта работа, также как и предыдущие, отличается изяществом математических расчетов.

Все работы, несомненно, представляют большой интерес для теории магнетизма и теории конденсированных фаз (твердых и жидких тел) в целом. В них автором решены важные конкретные физические задачи (по расчету магнитных восприимчивостей, температур конденсации и др.) на основе ясных физических предпосылок и при строгом математическом оформлении.

В заключение можно с полным основанием утверждать, что автором Юрием Борисовичем Румером проделана очень хорошая работа по теории магнетизма, заслуживающая самой высокой оценки.

Следует настоятельно пожелать автору продолжить и развить дальше эти его исследования по вопросам магнетизма, наряду с его весьма интересными и значительными исследованиями по теории относительности и квантовой электродинамике.

Председатель комиссии по магнетизму АН СССР при Уральском филиале АН СССР С.В. Вонсовский

4.10.54г.

г. Свердловск

Подпись тов. С.В. Вонсовского удостоверяю:

Секретарь Института физики металлов Уральского филиала АН СССР

Т.П. Черных

5.10.54г.