一维谐振子势阱中的理想量子气体

本文利用微正则系综研究了囚禁于一维谐振子势阱中的无相互作用的玻色气体和费米气体的热力学性质,并指出一维谐振子势阱中理想玻色气体和费米气体的热力学性质是相同的.     

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.     

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.     

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．     

三维简谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的边界效应

在定义特征长度的基础上,应用Euler–MacLaurin公式,研究了理想玻色气体在三维简谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的边界效应.结果表明:粒子的凝聚分数由于有限尺度和有限粒子数效应而减小,修正的凝聚分数和凝聚温度由于边界效应存在一个极大值,选择优化的最佳势阱参数,可以有效提高凝聚分数和凝聚温度;热容量的跃变存在边界效应和粒子数效应,选择合理的势阱参数时,热容量的跃变存在一个极小值.导出了简谐势阱中有限理想玻色气体的状态方程,揭示了压强的各向异性(或各向同性)取决于简谐势频率的各向异性(或各向同性).     

原子激射器的空间有效增益范围

求出了γ维空间中理想玻色气体的态密度,采用Thomas-Fermi近似,导出了γ维广义幂律势阱中粒子数密度的空间分布.在此基础上,求出了原子激射器的空间有效增益范围(即γ维势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的空间有效范围),并对其产生影响的相关因素进行了讨论.     

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.     

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.     

旋转受限相互作用玻色系统的相变温度及基态粒子占据率

利用局域密度近似(LDA)导出了简谐势阱中存在弱相互作用的旋转玻色气体发生玻色-爱因斯坦凝聚时的粒子数、相变温度和基态粒子占据率的解析表达式,探讨了粒子间相互作用对相变温度和基态粒子占据率的影响.计算表明,当粒子间的相互作用消失时,所有解析结果均能够与无相互作用的旋转理想玻色气体获得很好的一致.     

谐振势阱中有弱相互作用的玻色爱因斯坦凝聚

应用数值计算的方法计算了谐振势阱中有弱相互作用的玻色气体凝聚的临界温度和基态占据库，计算结果表明，二者都随着散射长度的增大而减小；但与理想玻色气体相比仅差约０．４％。     

玻色-爱因斯坦凝聚临界温度的估算

引进有效数密度的概念，对球谐势阱中理想玻色气体的临界温度作了简便的估算，并以此为例讨论应如何将玻色－爱因斯坦凝聚的研究引入教学，同时还阐述了这种引入的重要意义。     

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.     

三维非谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚的数值计算

本文从G-P平均势场理论出发,探讨了三维球对称非谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的G-P方程;用数值计算方法研究了三维球对称非谐势阱中原子间有相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚气体的基态解;分析了非谐振势能项对玻色-爱因斯坦凝聚体的分布、能量和化学势的影响.     

轴对称谐振势阱中玻色凝聚气体基态和单涡旋态解

对囚禁在轴对称谐振势阱中的玻色凝聚气体，提出一种新的试探波函数，运用Gross-Pitaevskii(G-P)平均场能量泛函和变分的方法，得到玻色凝聚气体基态和单涡旋态波函数的解析表达式，并计算出凝聚原子的平均能量、原子云轴向和径向尺度比，以及产生单涡旋态的临界角速度等重要物理量与凝聚原子数N之间的关系.其结果与Dalfovo等人直接数值求解G-P方程所得到的结果相一致. 关键词： 玻色凝聚气体 G-P泛函 波函数 谐振势阱     

多个子玻色-爱因斯坦凝聚气体膨胀叠加形成的量子涡旋现象研究

基于二维模型,研究了多个子玻色-爱因斯坦凝聚气体在谐振势阱内膨胀叠加形成的量子涡旋现象.运用传播子方法,分析了对称分布的三个子玻色-爱因斯坦凝聚气体膨胀叠加形成宏观量子涡旋的物理过程,得到量子涡旋随时间演化的规律;发现涡旋核分布在谐振势阱内出现振荡;涡旋与反涡旋随时间演化而相互转变,并对这些现象进行了物理分析.     

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     

理想玻色气体狄塞尔循环效率的研究

利用理想玻色气体的态方程及其热力学性质,获得以理想玻色气体为工质的狄塞尔热机效率的普遍表达式,分析了考虑量子效应对狄塞尔热机性能的影响.通过比较得出提高实际热机效率的主要途径.所得结论可对量子简并条件下工作的狄塞尔热机的设计提供理论依据.     

三维非谐势阱中玻色－爱因斯坦凝聚的数值计算

本文从G－P平均势场理论出发,探讨了三维球对称非谐势阱中玻色－爱因斯坦凝聚(BEC)的G－P方程;用数值计算方法研究了三维球对称非谐势阱中原子间有相互作用的玻色－爱因斯坦凝聚气体的基态解;分析了非谐振势能项对玻色－爱因斯坦凝聚体的分布、能量和化学势的影响。     

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.     

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.