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1.
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 相似文献
2.
根据Thomas-Fermi近似,在基于最小动量态上玻色-爱因斯坦凝聚的前提下,研究了囚禁弱相互作用玻色气体势场的最优化问题.导出了指数吸引势阱中有效势场和粒子数极限判据,粒子数给定时,可由此判据求出所需势场强度;势场强度给定时,可由此判据求出粒子数极限.根据吸引相互作用系统的稳定性以及求出的排斥相互作用的最大粒子数极限,结合有效势场判据,分别给出了囚禁吸引和排斥相互作用玻色气体时,势场强度的最佳取值范围.
关键词:
玻色-爱因斯坦凝聚
弱相互作用
粒子数极限
势场强度 相似文献
3.
基于低温下量子系统的相关实验多是在体积、能量和粒子数都可变的外场束缚下进行的事实, 由体积、能量和粒子数可变的完全开放系统的统计分布(N-E-V分布)研究了弱磁场中弱相互作用费米系统的热力学性质. 首先求出了一般情况下由费米积分表示的内能和热容的解析表达式. 在此基础上, 又给出了在低温极限条件下内能与热容的解析表达式和数值计算结果, 并将N-E-V分布(粒子数密度变化)的结果与赝势法(粒子数密度不变)的结果进行了比较. 结果表明: N-E-V分布方法的计算结果总是补偿赝势法计算结果的过度偏差. 由N-E-V 分布方法所得结果最特异之处在于: 在低温条件下, 弱磁场中弱相互作用费米系统存在一相变温度tc, 其正处于费米系统发生玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)和费米原子形成库珀对的超流状态(BCS)相变及BEC-BCS跨越的温度范围内, 且不随反映弱相互作用大小和特征的散射长度a (a<0引力, a>0斥力)变化, 但随弱磁场的加强而降低, 即弱磁场可调节该相变温度. 磁场为零时, 相变温度最高, 为费米温度的0.184倍. 相似文献
4.
在考虑到广义不确定性原理时, 统计物理中的态密度必须做出修正, 这导致对传统统计物理的所有结果都有不同程度的修正. 在高能、高温条件下, 此修正是颠覆传统观念的, 在低温条件下, 也有一定的修正. 研究了低温条件下考虑到广义不确定性原理时, 理想费米气体和具有弱相互作用费米气体的热力学性质, 分别给出理想费米气体和弱相互作用费米气体的化学势、内能和定容热容的解析表达式, 并以铜电子气体为例进行了具体数值计算, 将计算结果与不考虑广义不确定性原理时的费米气体的热力学性质进行了比较, 探讨了广义不确定性原理对系统热力学性质的影响. 考虑到广义不确定性原理后费米气体的化学势、费米能和基态能增大, 热容减少, 内能随温度的增加先增大, 到某一温度(对于铜电子气体, T/TF0~0.3)时, 增值为零, 温度再增加内能减少. 这些修正的具体数值主要由粒子数密度决定, 粒子数密度越大, 修正越大. 相似文献
5.
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. 相似文献
6.
本文讨论弱简并理想费米气体、玻色气体等温混合,由于气体粒子数密度的突变,引起在量子范围内压强和内能的突变。从与经典情况对比得知,只有和气体粒子数密度有关的量,当相应粒子数密度突变,才会发生这种突变. 相似文献
7.
8.
通过考虑单粒子的相对论能量并且应用量子统计方法,研究弱磁场中弱相互作用费米气体的相对论顺磁性,求解相对论性的最可几磁化率及平均磁化率,讨论相对论效应对最可几磁化率的影响,给出相对论性的粒子数的临界值. 结果显示, 与非相对论情况比较,当 时, 相对论情况下的最可几磁化率和粒子数的临界值都没有变化. 当 时,相对论效应使系统呈现顺磁性容易,而且相对论效应增加磁化率,同时也放大了相互作用对磁化率的影响. 相似文献
9.
门福殿 《原子与分子物理学报》2012,29(6)
通过考虑单粒子的相对论能量并且应用量子统计方法,研究弱磁场中弱相互作用费米气体的相对论顺磁性,求解相对论性的最可几磁化率及平均磁化率,讨论相对论效应对最可几磁化率的影响,给出相对论性的粒子数的临界值. 结果显示, 与非相对论情况比较,当 时, 相对论情况下的最可几磁化率和粒子数的临界值都没有变化. 当 时,相对论效应使系统呈现顺磁性容易,而且相对论效应增加磁化率,同时也放大了相互作用对磁化率的影响. 相似文献
10.
当前在冷原子和玻色爱因斯坦凝聚(BEC)领域的一个重要问题是在Feshbach共振附近的冷费米气体如何从BEC态演变到BCS(Bardeen Schrieffer Cooper)态.本文进一步研究在Feshbach共振附近超流态的相滑移现象.通过具体的数值计算,给出了费米气体在相滑移时的粒子数密度的分布,并对不同温度下的相滑移的大小进行了分析.结果表明,相滑移现象可以作为实验上判断系统是否处于超流态的一个可行的判据.
关键词:
超流费米气体
相滑移
Feshbach共振 相似文献
11.
The instability conditions of a gas trapped in weak weakly interacting Fermi magnetic field 下载免费PDF全文
In this paper the analytical expression of free energy expressed by small parameter
r of a weakly interacting Fermi gas trapped in weak magnetic field is derived by
using `the maximum approximation' method and the ensemble theory. Based on the
derived expression, the exact instability conditions of a weakly interacting Fermi
gas trapped in weak magnetic field at both high and low temperatures are given. From
the instability conditions we get the following two results. (1) At the whole
low-temperature extent, whether the interactions are repulsive or attractive with
(ɑn + 4\varepsilonF/3) (n and \varepsilon F
denote the
particle-number density and the Fermi energy respectively, ɑ= 4π
a\hbarF/ m, and a is s-wave scattering length) positive, there is a
lower-limit magnetic field of instability; in addition, there is an upper-limit
magnetic field for the system of attractive interactions with (ɑ n +
\varepsilonF/3) negative. (2) At the whole high-temperature extent,
the system with repulsive interactions is always stable, but for the system with
attractive interactions, the greater the scattering length of attractive
interactions | a | is, the stronger the magnetic field is and the larger the
particle-number density is, the bigger the possibility of instability in the system
will be. 相似文献
12.
Yue-Ran Shi 《中国物理 B》2022,31(8):80305-080305
We consider an impurity problem in a quasi-two-dimensional Fermi gas, where a spin-down impurity is immersed in a Fermi sea of N spin-up atoms. Using a variational approach and an effective two-channel model, we obtain the energy for a wide range of interaction strength and for various different mass ratios between the impurity and the background fermion in the context of heteronuclear mixture. We demonstrate that in a quasi-two-dimensional Fermi gas there exists a transition of the ground state from polaron in the weakly interacting region to molecule in the strongly interacting region. The critical interaction strength of the polaron-molecule transition is non-universal and depends on the particle density of the background Fermi sea. We also investigate the excited repulsive polaron state, and find similar non-universal behavior. 相似文献
13.
由单粒子的弱相互作用能谱及泊松公式,导出了强磁场中相互作用费米气体的相对论热力学势函数,求解了系统力学稳定性的判别式,分析了相互作用、磁场及相对论效应对系统稳定性的影响机理.结果表明,强磁场中弱相互作用费米气体的力学稳定性会受到弱相互作用的影响,强磁场对这种影响具有调节作用,而相对论效应对相互作用的影响基本没有调节作用. 相似文献
14.
由单粒子的弱相互作用能谱及泊松公式,导出了强磁场中相互作用费米气体的相对论热力学势函数,求解了系统力学稳定性的判别式,分析了相互作用、磁场及相对论效应对系统稳定性的影响机理。结果表明,强磁场中弱相互作用费米气体的力学稳定性会受到弱相互作用的影响,强磁场对这种影响具有调节作用,而相对论效应对相互作用的影响基本没有调节作用。 相似文献
15.
Stability of a fully polarized ultracold Fermi gas near zero-crossing of a p-wave Feshbach resonance
N. T. Zinner 《The European Physical Journal D - Atomic, Molecular, Optical and Plasma Physics》2010,57(2):235-240
We consider a fully polarized ultracold Fermi gas interacting through a p-wave Feshbach resonance. Using a two-channel model,
we find the effective potential at the point where the p-wave scattering length goes to zero. Here the effective interaction
provides attraction and one can therefore ask about the stability of the system. We calculate the energy density of the system
in the Thomas-Fermi approximation, determine the profile of the gas, and the critical number of particle in the system as
function of the relevant interaction parameters. The instability can be inferred from a simple breathing mode argument which
explains the scaling found numerically. The critical particle number turns out to be extremely large unless the external confinement
is very tight. We therefore conclude that the effect is insignificant for standard trapping potentials and
that the magnetic dipole interaction is the important term at zero scattering length. However, for tight confinement as in
an optical lattice higher-order corrections can become important. 相似文献
16.
Strohmaier N Takasu Y Günter K Jördens R Köhl M Moritz H Esslinger T 《Physical review letters》2007,99(22):220601
We explore the transport properties of an interacting Fermi gas in a three-dimensional optical lattice. The center of mass dynamics of the atoms after a sudden displacement of the trap minimum is monitored for different interaction strengths and lattice fillings. With increasingly strong attractive interactions the weakly damped oscillation, observed for the noninteracting case, turns into a slow relaxational drift. Tuning the interaction strength during the evolution allows us to dynamically control the transport behavior. Strong attraction between the atoms leads to the formation of local pairs with a reduced tunneling rate. The interpretation in terms of pair formation is supported by a measurement of the number of doubly occupied lattice sites. This quantity also allows us to determine the temperature of the noninteracting gas in the lattice to be as low as (27+/-2)% of the Fermi temperature. 相似文献