Приближение случайных фаз (ПСФ) — метод приближённого расчёта электронных свойств в физике конденсированного состояния и в ядерной физике. Впервые метод был представлен Дэвидом Бомом и Дэвидом Пайнсом как важный результат в серии основополагающих статей 1952 и 1953 годов[1][2][3]. В течение десятилетий физики пытались включить эффект микроскопических квантово-механических взаимодействий между электронами в теорию. Приближение случайных фаз Бома и Пайнса объясняет слабое экранированное кулоновское взаимодействие и обычно используется для описания динамического линейного отклика электронных систем.
Приближение случайных фаз предполагает, что электроны реагируют только на полный электрический потенциалV(r), который представляет собой сумму внешнего возмущающего потенциала Vext(r) и экранирующего потенциала Vsc(r). Также предполагается, что внешний возмущающий потенциал колеблется с одной частотой ω, так что модель даёт с помощью метода самосогласованного поля[4] выражение для динамической диэлектрической функции, обозначаемой εRPA(k, ω).
Предполагается, что вклад в диэлектрическую проницаемость от полного электрического потенциала усредняется, так что вклад вносит только потенциал с волновым вектором k. Именно это имеется в виду под приближением случайных фаз. Рассчитанная диэлектрическая функция, называемая также диэлектрической функцией Линдхарда[5][6], правильно предсказывает ряд свойств электронного газа, в том числе существование плазмонов[7].
В конце 1950-х приближение случайных фаз подверглось критике за переоценку степеней свободы, а призыв к обоснованию привёл к интенсивной работе среди физиков-теоретиков. В основополагающей статье Мюррей Гелл-Манна и Кейт Брюкнер[англ.] показали, что приближение можно получить из суммирования цепных диаграмм Фейнмана ведущего порядка в электронном газе с высокой плотностью[8].
Самосогласованность этих результатов стала важным обоснованием и мотивом прогресса в физике конденсированного состояния в конце 50-х и 60-х годов.
↑Bohm, David; Pines, David (1 октября 1953). "A Collective Description of Electron Interactions: III. Coulomb Interactions in a Degenerate Electron Gas". Physical Review. 92 (3). American Physical Society (APS): 609–625. Bibcode:1953PhRv...92..609B. doi:10.1103/physrev.92.609. ISSN0031-899X.
↑J. Lindhard (1954). "On the Properties of a Gas of Charged Particles"(PDF). Kongelige Danske Videnskabernes Selskab, Matematisk-Fysiske Meddelelser. 28 (8). Архивировано(PDF)23 ноября 2018. Дата обращения: 20 февраля 2023. {{cite journal}}: |archive-date= / |archive-url= несоответствие временной метки; предлагается 23 ноября 2018 (справка)
↑N. W. Ashcroft and N. D. Mermin, Solid State Physics (Thomson Learning, Toronto, 1976)
↑G. D. Mahan, Many-Particle Physics, 2nd ed. (Plenum Press, New York, 1990)