Связанные четырехфононные комплексы типа «бифононной молекулы» (квартафононы)

Исследован спектр ангармонических оптических колебаний (например, атома водорода в гидридах металлов, радикалов в ионных кристаллах и т. д.) в области четвертого обертона. Показано, что вследствие ангармонизма колебаний взаимодействие фононов в 1-, 2-, 3-мерных кристаллах приводит к образованию связанных четырех-фононных комплексов — квартафононов — в основном и возбужденном состояниях. Определено положение термов этих связанных комплексов относительно полос диссоциированных четырехфононных состояний в спектре колебаний. Изолированный терм возбужденного четырехфононного комплекса отщепляется от высокочастотного края полосы диссоциированных состояний свободный бифонон + свободный бифонон. Физический смысл возбужденного состояния этого типа определяется из вида найденной волновой функции: при сильном ангармонизме он отвечает локализации двух связанных пар фононов (квазибифононов) на ближайших узлах решетки, но не на одном и том же узле, поскольку в этом последнем случае волновая функция тождественно равна нулю. Для таких связанных состояний типа \glqqбифононной молекулы» найдена зависимость термов и волновых функций от константы ангармонизма. Развитая теория квартафононов и ранее развитые теории бифононов и трифононов могут быть использованы для расшифровки экспериментально наблюдаемой тонкой структуры спектров многофононных колебаний в области 2-го, 3-го, 4-го обертонов и выше, где эти комплексы могут проявляться в различных комбинациях.