基于准经典近似研究幂函数势阱中理想气体的热力学性质（英文）

基于准经典近似方法,从理论上研究了幂函数势阱中理想气体的热力学性质.得到了各热力学量的表达式,分析了幂函数势阱对系统热力学性质的影响.结果显示,玻色气体的热力学行为与外加势阱的类型密切相关,费米气体在低温极限时的行为并没有显著改变.最后,简单讨论了系统的密度分布和动量分布.     

谐振子势阱囚禁玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚

基于Thomas-Fermi半经典近似方法研究了谐振子势阱约束下任意维理想玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)．导出了玻色气体的BEC转变温度、基态粒子占据比例、内能和热容量等物理量的解析表达式,讨论了空间维度和谐振子势阱的影响．以二维和三维玻色系统为例,数值计算了上述热力学量,并与解析结果进行了对比,二者获得了较好的吻合．     

谐振子势阱囚禁玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚

基于Thomas-Fermi半经典近似研究了谐振子势阱约束下任意维理想玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC).导出了玻色气体的BEC转变温度、基态粒子占据比例、内能和热容量等物理量的解析表达式,讨论了空间维度和谐振子势阱的影响.以二维和三维玻色系统为例,数值计算了上述热力学量,并与解析结果进行了对比,二者获得了较好的吻合.     

数值方法研究谐振子势阱和磁场中的带电荷玻色气体

采用数值方法研究了谐振子势阱囚禁带电荷理想玻色气体在磁场中的热力学行为.数值计算结果表明,相变温度随着外加磁场的增加而减小,磁化强度和磁化率与系统温度和外加磁场有关.数值方法修正了托马斯-费米近似,同时极大地提高了计算的效率和精度.     

势阱中二维理想玻色气体的磁性质

采用半经典近似方法,研究简谐势阱中二维理想带电玻色气体的磁性质.推导出了该体系的热力学势、相变温度、内能、比热、磁场强度和磁化率随外加磁场的变化关系,进而分析了约束势阱对理想带电玻色气体热力学性质的影响.     

谐振势阱中旋转广义玻色系统的热力学性质

以非广延Tsallis统计理论为基础,导出了广义玻色-爱因斯坦统计分布表达式,并用其分别讨论了三维和二维谐振势阱约束的旋转广义玻色气体的热力学性质.结合系统粒子数、玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)临界温度、基态粒子占据率和比热等物理量的解析表达式,分析了非广延参数和势阱旋转频率等因素对系统热力学性质的影响.     

玻色-费米超流混合体系中的相互作用调制隧穿动力学

研究了玻色-费米超流混合体系中的相互作用调制隧穿动力学特性,其中玻色子位于对称双势阱中,费米子位于对称双势阱中心的简谐势阱中.采用双模近似方法得到描述双势阱玻色-爱因斯坦凝聚的动力学特性方程组,并将其与简谐势阱中分子玻色-爱因斯坦凝聚的Gross-Pitaevskii方程进行耦合.通过对不同参数下玻色-费米混合体系中的隧穿现象进行数值研究,发现简谐势阱中费米子与双势阱中玻色子的相互作用使双势阱玻色-爱因斯坦凝聚的隧穿动力学特性更加丰富.不但驱使双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚从类约瑟夫森振荡转变为宏观量子自囚禁,而且宏观量子自囚禁表现为三种不同的形式:相位与时间呈负相关并随时间单调减小的自囚禁、相位随时间演化有界的自囚禁以及相位与时间呈正相关并随时间单调增大的自囚禁.     

用遗传算法研究一维光晶格中玻色凝聚气体基态波函数

以Gross-Pitaevskii（G-P）平均场能量泛函为目标函数,运用遗传算法研究一维光晶格系统中玻色凝聚气体的基态性质,提出了求解系统波函数的一种新方法.通过优化计算,对当前常用的托马斯-费米近似和高斯近似模型进行修正和讨论,并给出最优基态波函数. 关键词： 玻色凝聚气体 遗传算法 波函数     

哈密顿算符的对角化与能量本征值问题的代数解法

提出了将哈密顿算符对角化的一种方法.围绕一维谐振子讨论了如何将哈密顿算符对角化、引进的是玻色算符还是费米算符的问题,并分析了能量量子化的原因及能量子与声子的区别.     

非谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的数值计算

从G-P平均势场理论出发,探讨了玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的G-P方程的一维形式,用数值计算方法研究了非谐势阱中非理想玻色凝聚气体的基态和第一激发态解.给出了能量随非线性系数的变化规律.     

异核两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中暗孤子的形成及其性质

数值模拟准一维异核两组分玻色-爱因斯坦凝聚体在谐振子势阱中的运动,研究调制不稳定性条件(MI条件)下暗孤子的形成及其性质.在调制不稳定性条件下,凝聚体基态形成后,瞬间使组分间的相互排斥力变为相互吸引力,实时演化可以形成暗孤子.对各组分自身相互作用系数分析发现,它们之间满足一定关系时暗孤子在不同的组分内形成,而且形成的暗孤子在谐振子势阱中呈现周期性的往返对穿运动.讨论了形成暗孤子数目与两种粒子的质量比率和粒子数比率存在的关系.     

从气体吸附率看范德瓦耳斯气体模型的局限性

利用占据数方法和正则系综理论分别求出了费米气体、玻色气体和范德瓦耳斯气体的化学势,比较了这三种气体与理想气体吸附率的差异.指出:费米气体的吸附率高于理想气体,玻色气体则低于理想气体.存在一个临界温度,高于此温度,用范德瓦耳斯气体描述费米气体不如理想气体模型;低于此温度,用范德瓦耳斯气体描述玻色气体不如理想气体模型.     

n维粒子系统的状态函数

对能谱关系为ε=ap^s(s=1,2)的n维气体作了统一讨论，并给出了n维理想气体以及n维弱简并理想费米气体和玻色气体的状态方程及各热力学函数。     

相互作用对玻色气体热力学性质及稳定性的影响

根据由赝势法得到的非理想玻色气体的自由能和状态方程，研究了相互作用对凝聚温度的影响.从热力学角度揭示了存在引力作用时定压热容量、等温压缩系数、定压膨胀系数的反常热力学特性.研究了引力作用下玻色气体系统的不稳定性，给出了不稳定性的温度判据和粒子数密度判据. 关键词： 相互作用 玻色气体 热力学性质 不稳定性判据     

非对易相空间中谐振子体系热力学性质的探讨

2000年以来, 有关非对易空间的各种物理问题一直是研究的热点, 并在量子力学、场论、凝聚态物理、天体物理等各领域中已被广泛地探讨. 采用统计物理方法讨论非对易效应对谐振子体系热力学性质的影响. 先以对易相空间中确定二维和三维谐振子的配分函数求出谐振子体系的热力学函数; 非对易相空间中的坐标和动量通过坐标-坐标和动量-动量之间的线性变换而以对易相空间中的坐标和动量来表示; 最终以非对易相空间中求出配分函数来讨论非对易效应对谐振子体系热力学性质的影响. 结果显示, 在非对易相空间中谐振子体系的配分函数和熵表达式均包含因非对易引起的修正项. 从分析结果得出如下结论: 非对易效应对谐振子的配分函数和熵函数等微观状态函数有一定的影响, 但对谐振子体系的内能、热容量等宏观热力学函数没有影响. 研究结果只是对应于满足玻尔兹曼统计的经典体系, 对于满足费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦统计的量子体系需进一步推广研究.     

p=2U／3V系统的态函数形式

给出了压强ｐ、内能Ｕ和体积Ｖ满足ｐ＝２Ｕ／３Ｖ的系统的态函数形式。并据此讨论了理想 玻色气体、理想费米气体和通常的理想气体的状太民方程不同的热力学原因。     

二维简谐势阱中旋转理想玻色气体热力学性质的修正

利用截断求和方法修正了二维简谐势阱中旋转理想玻色气体的热力学性质.对玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)临界温度的修正表明:旋转框架下的BEC临界温度随旋转频率增大而快速趋近于零,到达势阱特征频率时,基态将会发生从BEC态到强关联非凝聚态的转变;由合成磁场引起的旋转对BEC临界温度的影响则要弱得多.对旋转导致的抗磁性的修正表明:磁化强度随旋转频率和合成磁场的增大而增强.利用截断求和方法计算的结果与考虑有限尺度效应的修正结果获得了很好的一致.     

基于Gross-Pitaevskii能量泛函求解谐振势阱中玻色凝聚气体基态波函数

基于Gross-Pitaevskii(G-P)平均场能量泛函和变分方法，对囚禁在谐振势阱中的玻色凝聚气体，在T=0K时的基态波函数提出一种新解法.运用这一方法能得到基态波函数的解析表达式，求解出系统的化学势与凝聚原子数的关系等.其结果与Edwards和Dalfovo等人直接数值求解G-P方程所得到的结果相一致，并在Na_s/a1大原子数N的极限条件下，与托马斯-费米近似模型的结论也趋向一致.该方法计算简单，而且能够进行解析处理. 关键词： 玻色凝聚气体 G-P泛函 谐振势阱 基态波函数     

玻色气体的磁性

物质磁性一直是凝聚态物理研究的重要课题.以往对磁性的探索主要是以费米子(局域或巡游的电子)为研究对象.由于传统的玻色系统液氦没有自旋,不表现磁性,玻色系统的磁性很少被关注.碱金属原子气体玻色-爱因斯坦凝聚的实现,在开辟了冷原子物理研究领域的同时,也打开了研究玻色系统磁性的大门.这是因为碱金属原子通常具有超精细结构,是旋量玻色气体,能够展示磁性.文章通过对比费米气体的相关结果,介绍了旋量玻色气体磁性的研究概况和最新进展,特别是铁磁性玻色气体的磁性相变以及在低温下铁磁性凝聚体的动力学特征.     

囚禁有限unitary费米气体的热力学性质

应用分数不相容统计,研究了三维简谐势阱中有限unitary费米气体在绝对零度和有限温度下的热力学性质,并与势阱中满足热力学极限条件的unitary费米气体进行了比较.结果表明:绝对零度时有限系统的费米能、粒子平均能量随粒子数的增加而增大,并以满足热力学极限系统的对应物理量为上限,有限系统的费米能、粒子平均能量随势阱边界变化存在极大值.有限温度条件下给定粒子数时,有限系统的粒子平均能量、粒子平均熵、粒子平均热容量分别存在对应的特征温度,当温度等于物理量对应的特征温度时,有限系统与满足热力学极限系统的同一物理量相等,低于(或高于)物理量对应的特征温度时,有限系统的物理量将大于(或小于)满足热力学极限系统的同一量.给定温度条件下,有限系统粒子平均能量、粒子平均熵、粒子平均热容量分别存在对应的特征粒子数,当粒子数等于物理量对应的特征粒子数时,有限系统与满足热力学极限系统的同一物理量相等,少于(或多于)物理量对应的特征粒子数时,有限系统的物理量将小于(或大于)满足热力学极限系统的同一量.