Статисти́ческая фи́зика — раздел теоретической физики, посвящённый изучению систем, состоящих из большого числа частиц, исходя из свойств этих частиц и взаимодействий между ними. Изучаемые системы могут быть как классическими, так и квантовыми.
Агрега́тное состоя́ние вещества — физическое состояние вещества, зависящее от соответствующего сочетания температуры и давления. Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других физических величин.
Фермио́н — частица или квазичастица с полуцелым значением спина. Все частицы можно разделить на две группы в зависимости от значения их спина: частицы с целым спином относятся к бозонам, с полуцелым — к фермионам.
Идеа́льный газ — теоретическая модель, широко применяемая для описания свойств и поведения реальных газов при умеренных давлениях и температурах. В этой модели, во-первых, предполагается, что составляющие газ частицы не взаимодействуют друг с другом, то есть их размеры пренебрежимо малы, поэтому в объёме, занятом идеальным газом, нет взаимных неупругих столкновений частиц. Частицы идеального газа претерпевают столкновения только со стенками сосуда. Второе предположение: между частицами газа нет дальнодействующего взаимодействия, например, электростатического или гравитационного. Дополнительное условие упругих столкновений между молекулами и стенками сосуда в рамках молекулярно-кинетической теории приводит к термодинамике идеального газа.
Поль Адриен Морис Дира́к — британский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике 1933 года.
Энри́ко Фе́рми — итальянский и американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике (1938). Наиболее известный благодаря созданию первого в мире ядерного реактора, внёсший большой вклад в развитие ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой и статистической механики. Считается одним из «отцов атомной бомбы» наряду с Робертом Оппенгеймером и Альбертом Эйнштейном.
Вырожденное вещество — вещество, на свойства которого существенно влияют квантовомеханические эффекты, возникающие вследствие тождественности его частиц. Вырождение наступает в условиях, когда расстояния между частицами газа становятся соизмеримыми с длиной волны де Бройля. В зависимости от спина частиц выделяются два типа вырожденных веществ — образованные фермионами и образованные бозонами.
Принцип исключения Паули — квантово-механический принцип, который гласит, что два или более идентичных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии в квантовой системе. Этот принцип был сформулирован австрийским физиком Вольфгангом Паули в 1925 году для электронов, а затем распространился на все фермионы в его теореме о связи спина со статистикой в 1940 году.
Фотоэффе́кт, или фотоэлектри́ческий эффе́кт, — явление взаимодействия света или любого другого электромагнитного излучения с веществом, при котором энергия фотонов передаётся электронам вещества. В конденсированных веществах выделяют внешний и внутренний фотоэффект. Фотоэффект в газах состоит в ионизации атомов или молекул под действием излучения.
Энергия (уровень) Фе́рми системы невзаимодействующих фермионов — это увеличение энергии основного состояния системы при добавлении одной частицы. Энергия Ферми эквивалентна химическому потенциалу системы в её основном состоянии при абсолютном нуле температур. Энергия Ферми может также интерпретироваться как максимальная энергия фермиона в основном состоянии при абсолютном нуле температур. Энергия Ферми — одно из центральных понятий физики твёрдого тела.
Ферми-жидкость — квантовая жидкость, состоящая из фермионов, подверженных определённым физическим условиям — а именно система должна находиться при условиях достаточно низкой температуры и обладать трансляционной инвариантностью. Взаимодействие между частицами в многочастичной системе не обязано быть малым. Феноменологическая теория ферми-жидкости, развитая советским физиком Л. Д. Ландау в 1956 году, объясняет, почему некоторые свойства взаимодействующей электронной системы подобны тем же свойствам электронного газа, а другие свойства различаются.
Статистика Фе́рми — Дира́ка — квантовая статистика, применяемая к системам тождественных фермионов. Определяет вероятность, с которой данный энергетический уровень системы, находящейся в термодинамическом равновесии, оказывается занятым фермионом.
Энергети́ческий спектр — набор возможных энергетических уровней квантовой системы. Система потенциально способна занять любой уровень из набора, но сам спектр не даёт информации о вероятности реализации того или иного уровня (состояния).
Э́тторе Майора́на — итальянский физик-теоретик, работавший в теории нейтрино.
Энион — тип частиц, существующих в двумерных системах, которые представляют собой обобщение понятий фермион и бозон.
Квантовый газ — газ, состоящий из (квази)частиц, де-бройлевская длина волны которых намного превышает их радиус взаимодействия.
Ква́нтовая жи́дкость — жидкость, свойства которой определяются квантовыми эффектами. Вблизи абсолютного нуля, согласно представлениям классической физики, движение атомов должно останавливаться и вещество должно превращаться в кристалл, чего не происходит с некоторыми веществами с малой атомной массой, большой нулевой энергией и слабым взаимодействием между атомами — то, что они остаются жидкостями, обусловлено квантовыми эффектами, препятствующими образованию кристаллической решётки — при нормальном давлении гелий остаётся жидким вплоть до абсолютного нуля, кристаллический гелий можно получить только при повышенном до 25 атмосфер давлении. Жидкость становится квантовой тогда, когда тепловая длина волны де Бройля её частиц становится сравнимой с расстоянием между ними (происходит квантовое вырождение жидкости. В зависимости от того, бозонами или фермионами являются составляющие жидкость частицы, жидкости называются соответственно бозонными или фермионными.
Электро́нный га́з — модель в физике твердого тела, описывающая поведение электронов в телах с электронной проводимостью. В электронном газе пренебрегается кулоновским взаимодействием между частицами, а сами электроны слабо связаны с ионами кристаллической решётки. Соответствующим понятием для материалов с дырочной проводимостью является дырочный газ.
Осцилляции Фриделя — периодическое распределение электронной плотности, возникающее при экранировании электрического заряда дефекта в металле или вырожденном полупроводнике. Это квантовый эффект, обусловленный интерференцией электронных волн зарядов, рассеивающихся на дефекте. Двумерные фриделевские осцилляции поверхностных состояний металла могут наблюдаться с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Осцилляции плотности заряда вокруг дефекта названы в честь теоретически предсказавшего их в 1952 году французского физика Жака Фриделя.
