弱磁场中弱相互作用费米气体的有限粒子数效应(英文)

由弱磁场中弱相互作用费米气体的配分函数,导出有限粒子数条件下系统的配分函数G(β,N+).在此基础上,运用统计平均方法求解有限粒子数弱相互作用费米气体热力学量的解析表达式,给出各种温度条件下的热力学性质.研究结果表明,有限粒子数效应使各个热力学量都产生了一个修正项,除温度趋于0外,粒子数对化学势的修正项有直接影响,对内能和热容量的修正项并不产生直接影响.并且有限粒子数效应总是降低化学势,从而使化学势的0点向低温漂移,粒子数增大,会削弱这种效应,粒子间的相互排斥会加强这种效应.

有限粒子数效应对任意维量子气体热力学性质的影响

对于束缚在任意维谐振势中的理想玻色气体和费米气体,有限粒子效应对其热力学性质将会产生影响。估计出在不同的情况下,有关于各个热力学量的相对修正。并对两种受限量子气体所得结果进行比较,得出结论:有限粒子数效应对于凝聚状态下的玻色气体(玻色气体在系统中发生玻色爱因斯坦凝聚)的影响要比费米气体和正常的玻色气体(没有发生玻色爱因斯坦凝聚的玻色气体)显著得多。

简谐势阱中有限粒子数二维玻色气体性质的数值分析

应用数值计算方法对二维简谐势阱中有限粒子数的理想玻色气体的性质进行了数值分析 ,讨论了系统在产生 BEC时的一些物理量 .结果表明 ,在粒子数 N为有限的情况下 ,基态的粒子占有率随温度的变化规律是平滑的 ;系统的热容始终是连续的 ;零点能的考虑与否并不影响系统的 BEC特性 。

有限粒子数费米系统温度对顺磁性的影响

根据弱磁场中理想费米气体的粒子数N+的几率分布函数G(β,N+),运用理论解析与数值模拟相结合的方法,研究了有限粒子数理想费米系统的泡利顺磁性,给出了粒子数临界值和上界磁场的解析式,分析了温度和粒子数对顺磁性的影响.研究表明,温度趋于费米温度时,极限磁化率与平均磁化率的偏差减小;当温度高于费米温度时,极限磁化率与平均磁化率的偏差随温度的升高先增大后减小.

有限粒子数理想费米系统的磁化率

根据弱磁场中理想费米气体(忽略轨道运动)的正则配分函数Z(N),导出粒子数N+的几率分布函数G(β,N+)。运用统计平均方法,解析出有限粒子数理想费米系统泡利顺磁性平均磁化率的表达式。然后通过计算热力学极限下不同温度范围的磁化率pχ,得到不同温度范围内的有限粒子数理想费米系统泡利顺磁性平均磁化率的解析式。研究结果表明,有限粒子数理想费米系统的平均磁化率小于热力学极限下的磁化率,温度愈高,平均磁化率愈小;在低温条件下,磁场愈强,平均磁化率愈小;在高温条件下,磁场愈强,平均磁化率愈大。系统的粒子数N也对平均磁化率有直接的影响,粒子数N愈大,系统的平均磁化率愈大。

低维俘获原子的玻色-爱因斯坦凝聚中的有限粒子数效应

基于Thomas Fermi近似 ,通过对配分函数的高温展开确定了体系的有效态密度 ,得到了在忽略相互作用下 ,低维受俘获原子玻色爱因斯坦凝聚的临界温度 ,并计算出了临界温度附近体系的比热容随温度的变化行为 .研究结果表明 :二维情况下 ,体系的比热容c正比于T2 ;而在一维情况下 。

谐振势阱中有限粒子玻色—爱因斯坦凝聚的数值计算

从统计力学原理出发,用数值方法研究了三维等方谐振势阱中有限粒子数玻色子系统的化学势及其导数随温度的变化.结果表明,粒子数有限的系统没有一级相变,但在有限温度发生玻色—爱因斯坦凝聚;利用化学势二阶导数的极小值定义的玻色—爱因斯坦凝聚临界温度很好地符合实验结果.

基于局域密度近似理论下的相互作用有限粒子数费米气体的临界温度研究

我们利用局域密度近似方法,通过计算Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程研究了三维谐振子势阱约束下,考虑相互作用的有限粒子数费米气体的临界温度随相互作用强度和系统粒子总数的变化关系。结果表明:在相同的相互作用强度下,系统的临界温度随着粒子总数的增多而升高。在相同粒子数条件下,系统的临界温度随着相互作用强度的增大而升高。这里的结果为实验上进一步探寻有限粒子数下的相互作用多体量子系统的超流态到普通态的临界温度提供了理论依据。

有限数目费米子体系的泡利顺磁性

研究弱相互作用费米体系的泡利顺磁性,导出磁化率的解析表达式.与理想体系比较,指出粒子间的相互作用加强了泡利顺磁性.通过分析系统的涨落,得到若要出现泡利顺磁现象,外磁场需达到一个临界值.