反常磁矩对弱磁场弱相互作用费米气体热力学性质的影响

考虑费米子的反常磁矩, 运用赝势法和热力学理论, 导出弱磁场中弱相互作用费米气体自由能的解析式, 以此为基础给出高温和低温情况下系统热力学性质, 分析反常磁矩对热力学性质的影响机理. 研究表明: 反常磁矩对热力学性质的影响与温度相关, 而且这种影响随温度的上升在低温区是增大的, 在高温区是减小的; 对于系统的化学势、内能, 反常磁矩加强了磁场的影响, 弱化了相互作用的影响; 对于系统的热容量, 反常磁矩在低温区使其减小, 在高温区使其增加.     

基于半经典近似研究费米气体的稳定性及顺磁性

基于半经典近似方法,给出重力场和强磁场共存下费米子的能谱.然后由泊松公式导出费米气体的热力学势函数.在此基础上,运用热力学关系式求解低温条件下系统的稳定性及磁化率的解析式,并通过数值模拟分析强磁场背景下重力场对稳定性及顺磁性的影响机制.     

The stability of a non-extensive relativistic Fermi system

Based on the statistical theory of non-extensive relativity,and using theoretical analysis and numerical simulation,the non-extensive mechanical stability of ultra-relativistic free Fermi gas is investigated.The expressions of the stability conditions under high and low temperatures are given,and the mechanisms of the influences of temperature,ultrarelativistic effect,and non-extensive parameter q on stability are analysed.Our results show that at high temperature and under the condition of q < 1,the stability of a non-extensive system is weaker than that of an extensive system,and the relativistic effect reduces system stability as compared with a non-relativistic system.However,under the condition of q > 1,the stability of the non-extensive system is stronger than that of the extensive system,and the relativistic effect strengthens the system stability as compared with the non-relativistic system.In addition,under the condition of low temperature,the variation of the stability of the non-extensive system with temperature has a turning point.     

强磁场中相互作用费米气体的相对论稳定性

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。     

波函数与本征函数的分析

依据量子力学基本理论, 分析了波函数与本征函数的定义、 性质及其意义, 明确两个重要概念的不同     

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.     

用F-G-H方法研究玻色-爱因斯坦凝聚体基态性质

用F-G-H方法数值求解描述BEC凝聚体的非线性薛定谔方程-Gross-Pitaevskii方程.研究总粒子数、粒子间相互作用、谐振频率和一般幂指数外势对玻色凝聚体粒子数密度分布、基态能量的影响.结果表明,增大幂指数外势、谐振频率,降低粒子间的排斥作用会增加凝聚体中心的粒子数密度、缩小凝聚体半径;增大总粒子数、谐振频率、粒子间的排斥作用和幂指数外势的指数会增大体系的基态能量;随着总粒子数增大,数值结果与托马斯-费米近似结果渐趋一致,托马斯-费米近似在大粒子数条件下是一种较好的近似方法,在粒子数有限时,结果与真实情形偏差较大,应采用数值解法.     

Relativistic thermodynamic properties of a weakly interacting Fermi gas in a weak magnetic field

This paper derives the analytical expression of free energy for a weakly interacting Fermi gas in a weak magnetic field,by using the methods of quantum statistics as well as considering the relativistic effect.Based on the derived expression,the thermodynamic properties of the system at both high and low temperatures are given and the relativistic effect on the properties of the system is discussed.It shows that,in comparison with a nonrelativistic situation,the relativistic effect changes the influence of temperature on the thermodynamic properties of the system at high temperatures,and changes the influence of particle-number density on them at extremely low temperature.But the relativistic effect does not change the influence of the magnetic field and inter-particle interactions on the thermodynamic properties of the system at both high and extremely low temperatures.     

强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质

基于赝势法和局域密度近似研究了强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质,得出化学势、总能和热容量的解析式,同时分析了磁场及相互作用对系统热力学性质的影响.研究表明,无论是高温情况还是低温情况下,磁场都能调节相互作用的影响.低温下,与无磁场的系统相比,磁场降低系统的化学势、总能和热容量;与无相互作用系统相比,排斥作用增加化学势而降低总能及热容量.高温下,磁场和排斥作用均可降低系统的总能而增加热容量,强磁场可以改变相互作用对总能及热容量的影响. 关键词： 强磁场 弱相互作用 费米气体 热力学性质     

激光冷却与单原子捕获

操纵和控制孤立的原子一直是物理学家刻意追求的目标．固体和液体中的原子处于密集状态,分子或原子相互间靠得很近,联系难以隔绝;气体分子或原子则不断地做高速、无规则运动,分子或原子在这种快速运动状态下,即使有仪器能直接进行观察,它们也会很快地从视场中消失,因此也难以对它们进行单独研究．降低温度,可以使气体中的分子或原子运动变慢．但是气体一经冷却,会先凝聚成液体、再冻结成固体,如果在真空中冷冻,其密度就可以保持足够低,避免凝聚和冻结．然而即使低到－２７０℃还有速率达每秒几十米的分子和原子,因为分子和原子…