相對論性超流體中BCS-BEC轉(zhuǎn)化.pdf

1、我們構(gòu)建了相對論性的玻色費米模型以研究超流體的BEC-BCS轉(zhuǎn)變(BEC是玻色愛因斯坦凝聚的縮寫，BCS是Bardeen-Copper-Schrieffer的縮寫)．模型不僅包含基本組元費米子，也包含能反映庫珀對玻色子屬性的玻色自由度．在平均場的近似下，我們可以忽略熱玻色子和費米子的耦合，而通過調(diào)節(jié)玻色子質(zhì)量和化學(xué)勢的差別實現(xiàn)超流體的BEC-BCS轉(zhuǎn)變．通過這個模型，我們也能得到凝聚和非凝聚玻色子以及配對和非配對費米子的粒子數(shù)隨轉(zhuǎn)變參數(shù)

2、的變化規(guī)律．我們還發(fā)現(xiàn)在強耦合區(qū)域，系統(tǒng)中出現(xiàn)反粒子，這是相對論性BEC-BCS轉(zhuǎn)變的特征．作為模型的應(yīng)用，我們首次研究了非對稱費米子配對的BEC-BCS轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)在強耦合的一些參數(shù)區(qū)域原來的非對稱費米子配對穩(wěn)定性消失． 更進一步，我們研究了BEC-BCS轉(zhuǎn)變中的漲落效應(yīng)．我們利用CJT(Cornvwall-Jaciw-Tomboulis的縮寫)公式體系引入高階相互作用的貢獻從而構(gòu)建了超越平均場近似的理論描述．玻色子的非零振蕩模

3、式提供了配對的量子漲落，其與費米子的相互作用給出2PI(兩粒子不可約圖)的有效勢．這個有效勢在BEC區(qū)域?qū)⒏淖兿到y(tǒng)的性質(zhì)．我們計算了超流凝聚量、相變溫度，以及備組分粒子所占比例隨玻色子質(zhì)量平方的變化．同時，我們還計算了玻色子的解離溫度，在此溫度之上，玻色子開始衰變．我們在BEC端找到了解離溫度大于相變溫度的參數(shù)區(qū)域，表明在此區(qū)域即使在相變溫度之上玻色子也可以真實存在． 我們的這個相對論性的玻色費米模型可以用來研究致密物質(zhì)中色超導(dǎo)

4、，而且可以推廣用來討論核物質(zhì)和夸克物質(zhì)在低溫高密條件下的連續(xù)演化． 本論文的創(chuàng)新之處如下： ·本文首次用玻色費米模型研究了相對論性超流體中的BCS-BEC轉(zhuǎn)化． ·在平均場近似框架下我們得到了凝聚和非凝聚玻色子以及配對和非配對費米子的粒子數(shù)隨轉(zhuǎn)變參數(shù)的變化規(guī)律． ·我們發(fā)現(xiàn)在強耦合區(qū)域系統(tǒng)中出現(xiàn)反粒子，這是相對論性BEC-BCS轉(zhuǎn)變的特征． ·我們首次研究了非對稱費米子配對的BEC-BCS轉(zhuǎn)變，發(fā)