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.     

玻色-爱因斯坦凝聚体Rosen-Zener跃迁中的多体量子涨落效应

研究了处于对称双势阱中玻色一爱因斯坦凝聚体Rosen—Zener跃迁过程的多体量子涨落效应,分析了末态平均布居数差与扫描周期的关系．线性情况下,得到了末态平均布居数差关于扫描周期的解析表达式,该结果与平均场下的结果完全一致,并利用数值方法进行了验证．非线性情况下,通过数值计算发现,快速扫描时末态平均布居数差与平均场情况下的结果符合比较好;然而绝热扫描时与平均场情况却有着很大的不同：末态平均布居数差随扫描周期的变化不再是平均场情况下的方波形式而是类似于正弦型的振荡,而且振荡周期会随着粒子数Ⅳ以及非线性参数c的增加而增大．     

小系统：热力学何时适用

本文对受激核的热力学描述做了基本的分析． 根据测不准关系与涨落概念，采用核的核子气模型， 给出了在定量使用温度和熵概念时，该小系统粒子数 的限制条件．     

第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场的非线性高阶压缩特性研究

本文在文献２０的基础上进一步提出了多模辐射场的Ｎ－Ｙ最小测不准态、Ｎ－Ｈ最小测不准态、Ｎ－Ｙ压缩最小测不准态以及Ｎ－Ｈ压缩最小测不准态等的定义．构造了由多模（ｑ模）相干态｜｛Ｚｊ｝＞ｑ及其相反态｜｛－Ｚｊ｝＞ｑ的线性叠加所组成的第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场｜ψ（２）１＞ｑ，利用文献２０新近提出的有关多模辐射场的两种非线性高阶压缩的定义，首次对态｜ψ（２）１＞ｑ的Ｎ次方Ｙ压缩及Ｎ次方Ｈ压缩效应进行了详细研究．结果表明，１）当Ｎ为偶数时，态｜ψ（２）１＞ｑ恒处于Ｎ－Ｙ最小测不准态；当Ｎ为奇数时，态｜ψ（２）１＞ｑ在一定条件下可呈现出周期性变化的、任意阶的Ｎ次方Ｙ压缩效应．２）当ｑ·Ｎ为偶数时，态｜ψ（２）１＞ｑ恒处于Ｎ－Ｈ最小测不准态；当ｑ·Ｎ为奇数时，在另外的条件下，态｜ψ（２）１＞ｑ则可呈现出周期性变化的、任意阶的Ｎ次方Ｈ压缩效应．３）Ｎ次方Ｙ压缩及Ｎ次方Ｈ压缩效应的压缩深度与腔模总数ｑ、压缩参数Ｒｊ以及压缩阶数Ｎ等非线性相关，后者与上述参量的非线性关联程度要比前者的更强．     

利用SU（2）_（q，s）量子代数的两参数变形振子实现讨论SU（2）_（q，s）相干态

利用ＳＵ（２）ｑ，ｓ量子代数的两参数变形振子实现构造出与Ｐｅｒｅｌｏｍｏｖ相干态形式不同的ＳＵ（２）ｑ，ｓ相干态．证明了ＳＵ（２）ｑ，ｓ，量子代数的表示基是正交的，并讨论了它的相干态的归一性和完备性．指出ＳＵ（２）ｑ，ｓ相干态的相干性受参数ｑ，ｓ的影响，它比单参数变形ＳＵ（２）ｑ相干态更具一般性．     

1871年6月：Maxwell和他的恶魔

 机器持续不间断运转的概念--即供应着固定的能量就可以永远运转的装置是很令人向往的，美国的专利局每年都会收到无数个相关装置的专利申请，其中大多数都可根据热力学定律而予以退件，但最诡异、最有名、违反热力学定律的恒久运转概念之一是由James Clerk Maxwell所提出的。Maxwell是统计力学的先驱之一，他最有名的成就是以他的名字命名的电磁方程式。1831年6月，Maxwell诞生于苏格兰的爱丁堡，自幼即对物理世界展现天生的好奇心，甚至在3岁时就想知道物品的操作原理。他后来进入爱丁堡高等学校就读，是位出类拔萃的学生，在数学和英诗方面均曾获奖。     

裂变电荷分布的准热力学理论

假设裂变碎片在断裂时处于统计平衡态,就可以把裂变碎片的粒子数分布看成围绕平均值的涨落,并用准热力学方法来处理。结果表明,质量数分布、电荷分布、同位素分布和元素分布都是围绕一平均值的宽度为常数的Gauss分布,有关的参数只依赖于温度和最可几裂变模式附近的碎片的性质.对²³⁵U(n_th,f)的情形根据实验数据定出了五个基本参数,并由此算出了其余的参数。理论与实验的符合情况相当令人满意。     

利用分束器产生的一类非经典光场

把相干态和任意粒子数态作为分束器的输入态,通过条件测量可以得到被剪切了的输出态,并研究了这些剪切了的输出态的性质.结果显示,当在某一输出端测量到零个光子时,在另一输出端得到的剪切了的输出态呈现较强的压缩和亚泊松分布等非经典效应,并且这种非经典效应受输入粒子数态的粒子数的影响,即输入粒子数态的粒子数较大时其非经典性相对较强.当在其中一个输出端测量到m(m大于零)个光子时,条件测量后的各输出态在光场性质上表现类似,但也都呈现出明显的压缩和亚泊松分布等非经典效应,尤其值得注意的是当输入的是单粒子数态时,条件测量后的输出态中与测量相对应的粒子数态被剪去.     

弱相互作用费米气体的相对论顺磁性

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.     

弱相互作用费米气体的相对论顺磁性

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.     

温度小议

温度是热力学中非常重要的物理概念，温度概念是建立在平衡态的基础上的，在热力学中又称为热平衡态，在气体体系中也称为热动平衡态．处在互为热平衡态的体系都有相同的温度。     

q变形带电Fermion相干态和q’变形的SU（3）电荷、超荷Fermion相干态

利用ｑ变形的Ｆｅｒｍｉｏｎ振子代数讨论了ｑ变形的带电Ｆｅｒｍｉｏｎ相干态和ｑ变形的ＳＵ（３）电荷、超荷Ｆｅｒｍｉｏｎ相干态．利用ｑ－ＦｅｒｍｉｏｎＦｏｃｋ空间中的基失的完闭性，得到上述两种相干态的具体表现形式．将ｑ变形的结果与普通结果比较发现：在变形参数ｑ＝１时，ｑ变形的带电Ｆｅｒｍｉｏｎ相干态和ＳＵ（３）电荷、超荷Ｆｅｒｍｉｏｎ相干态自然回到普通的带电Ｆｅｒｍｉｏｎ相干态和ＳＵ（３）电荷、超荷Ｆｅｒｍｉｏｎ相干态．     

2020年度值得推荐的物理学新书

统计力学导引出版单位:科学出版社作者:郑伟谋开本:B5页码:212定价:78购书电话:010—64031535内容简介:着重讲解统计力学的基本原理。第1章介绍必要的概率统计理论的基础知识。第2章"平衡统计力学的基本原理"是本书的中心,强调了吉布斯的平衡态统计力学公理表述,也特别强调了分布支集问题以及与之密切相关的各态历经破缺问题。传统统计物理教科书,通常会在讨论统计力学之前简述热力学。     

单势阱粒子溢流模型中热力学量的涨落效应

采用相空间积分方法严格导出了各态历经条件下单势阱粒子溢流模型中系统温度和阱内粒子数涨落的解析表达式,着重讨论了热力学量涨落与总粒子数和势阱体积之间的关系.研究表明,系统总粒子数越少以及势阱体积越小,热力学涨落越显著,并且热力学涨落与阱内粒子的溢出密切相关.粒子的溢出和系统负比热及热力学大幅涨落的发生存在一一对应的关系,这一对应关系的根源可以从表观能量逆均分来理解.     

小系统的非平衡统计力学与随机热力学

热力学是一个古老的课题,古典热力学以宏观的具有大粒子数的系统为研究对象,自17世纪以来,科学家们构建了热力学的完备公理化体系。将热力学推广至小系统是近三十年来的研究前沿。文章介绍小系统的非平衡统计力学以及小系统的随机热力学。作为研究案例,利用时间依赖的谐振子势场控制单个粒子来构造随机热机的类卡诺循环,并发现该热机最大功率对应的效率等于1-Tc/Th,其中Tc和Th分别对应于低温热库和高温热库的温度。     

小系统的非平衡统计力学与随机热力学

热力学是一个古老的课题,古典热力学以宏观的具有大粒子数的系统为研究对象,自17世纪以来,科学家们构建了热力学的完备公理化体系。将热力学推广至小系统是近三十年来的研究前沿。文章介绍小系统的非平衡统计力学以及小系统的随机热力学。作为研究案例,利用时间依赖的谐振子势场控制单个粒子来构造随机热机的类卡诺循环,并发现该热机最大功率对应的效率等于1-,其中T_c和T_h分别对应于低温热库和高温热库的温度。     

熵与熵变

 在热力学中,为了判断一切不可逆的过程的进行方向,人们引入了熵的概念。熵是一个比较抽象的物理概念,它代表着自然界中所有不可逆过程的一个特有的判断标准。一、熵所量度的物理内容我们依据经典统计力学的观点讨论熵所量度的物理内容。设有一个不受外界影响的孤立系统。这个系统中每个粒子都在做无规则的热运动,粒子间不断地相互作用和碰撞着,大量粒子分布在各自不同的动力学状态。由于这是一个不受外界影响的孤立系统,系统的总能量和粒子数是恒定不变的,变化的只是所有粒子各自不同的动力学分布状态。在不同时刻,系统粒子不同的动力学分布状态对应不同的分布几率Ｐｉ。     

关于对称破缺的一些体会

考察了对称破缺的数学形式及物理本质,说明了对称破缺、各态历经假设及序参量空间的一些简单联系,并希望通过这种联系能够更深刻地理解相变、亚平衡等概念,增加热力学和统计力学的统一性。     

任意态无反转的激光

研究一个外场驱动上能级相干的能级系统。它可用来在任意态(裸态和缀饰态)均无粒子数反转时获得激光。 关键词：     

一种体积物态方程物理基础的讨论

 对体积物态方程v-v_c=(R/p)(h-h_c)的物理基础进行了讨论。给出了该方程的一个统计力学形式证明,从而给出了方程中物质参数的微观定义,亦即给出了该方程的具体表达式。在R=R(p)假设下,给出了方程中物质参数的热力学表达式,通过分析其与Debye理论下的对应态定律的一致性,证明了该假设的近似合理性,从而也就证明了该方程的成立并不受其建立时所依据的定压比热为常数这一过强条件的限制。进一步地,通过与物质参数热力学表达式常压实验值的比较,指出了单纯的R=R(p)假定存在一定的局限,该局限引起的偏差随温度的升高而增大,在常压下的高温区间,该偏差在20%左右。