ÉLECTRON HABILLÉ

ÉLECTRON HABILLÉ

ÉLECTRON HABILLÉ

Quasi-particule décrivant l’interaction d’un électron avec son voisinage dans un milieu gazeux, liquide ou solide où les électrons sont, en première approximation, libres. L’interaction, de nature coulombienne (de longue portée), engendre un réarrangement des particules chargées (ions ou électrons) entourant l’électron considéré, ce qui se traduit par la formation d’un ensemble [électron + voisinage] doué d’une grande stabilité. Le système entier se comporte comme s’il était constitué de tels ensembles interagissant par des forces de courte portée.

Le terme est surtout appliqué à l’électron dans un plasma (système de particules positives et négatives, électriquement neutre en moyenne, c’est-à-dire au niveau macroscopique). L’habillement d’un électron consiste en un «nuage» de charges des deux signes, de concentrations différentes de la moyenne (concentration accrue des charges positives, concentration réduite des charges négatives). Cet effet explique la validité de l’approximation des «électrons libres» dans beaucoup de cas (plasma gazeux, plasma électronique dans un solide, etc.).

Le terme est également appliqué à un électron dans un milieu polarisable (cristal ionique), où, en position centrale, il s’habille d’un nuage de dipôles orientés par l’interaction coulombienne, l’ensemble formant un «petit polaron» (rayon de l’ordre de la distance interatomique). Si la région polarisée s’étend sur plusieurs distances interatomiques, il s’agit d’un «grand polaron», qu’on représente par un électron habillé d’un nuage de phonons. Le polaron intervient dans la conduction électrique (surtout sous la forme du petit polaron) dans certaines substances polaires, éventuellement amorphes, aux basses températures (mouvement de «hopping» du polaron, par sauts successifs d’un atome au suivant).

Dans un gaz d’électrons (par exemple, dans le «jellium», modèle de cristal dans lequel les charges positives discrètes sont remplacées par un fond continu), outre le précédent effet d’origine dynamique (qui, dans le jellium, consiste en un nuage raréfié d’électrons, appelé parfois «trou de corrélation»), il existe un second effet d’habillement d’origine cinématique. Il est dû au principe d’exclusion de Pauli, qui interdit la présence simultanée de plusieurs électrons dans le même état de mouvement (orbital et de spin). Par conséquent, autour de l’électron central, se produit une raréfaction supplémentaire, affectant seulement les électrons de spin parallèle à son propre spin et donnant naissance à un «trou d’échange», ainsi nommé d’après l’«interaction d’échange» de l’approximation de Hartree-Fock, qui s’exerce entre des électrons à spins parallèles et qui est à la base de la liaison chimique homopolaire et du ferromagnétisme. Les effets d’échange et de corrélation s’ajoutent.

Dans la plupart des cas, les électrons habillés ont un analogue classique corpusculaire. Il suffit de considérer que l’électron habillé possède une masse effective différente de celle de l’électron libre.

Encyclopédie Universelle. 2012.