Кристалдық торлардың жылу сыйымдылығы. Фонондық газ

Заттың қасиеттерінің корпускулалық-толқындық екіжақтылығына сәйкес, кристалдағы серпімді толқындармен энергиясы болатын фонондар қатар қарастырылады. Фонон дыбыс толқындары энергиясының кванты (өйткені серпімді толқындар – дыбыс толқындары). Фонондар квазибөлшектер – өздерін микробөлшектер сияқты ұстайтын элементар қозулар болып табылады. Электромагниттік сәуленің квантталуы фотон туралы ұғым туғызғаны сияқты серпімді толқындардың квантталуы фонон туралы ұғымның тууына әкелді.

Квазибөлшектердің, оның ішінде фонондардың, кәдімгі бөлшектерден (мысалы, элеткрондар, протондар, фотондар) айырмашылығы көп, себебі олар жүйенің көптеген бөлшектерінің ұжымдық қозғалыстарымен байланысқан. Квазибөлшектер вакуумда болмайды, олар тек кристалдарда ғана өмір сүреді. Кристалда фонондардың соқтығысуы кезінде олардың импульсі кристалдық торға дискретт порция түрінде беріле алады – яғни ол сақталмайды. Сондықтан фонон жағдайында квазиимпульс ұғымы қолданылады.

Кристалдық тор энергиясы фонондық газ энергиясы түрінде қарастырылады. Ол Бозе-Эйнштейн статистикасына бағынады, сондықтан фонондар бозондар (олардың спиндері нөлге тең) болып табылады. Фонондар шығарыла және жұтыла алады, бірақ олардың саны тұрақты сақталмайды..