費(fèi)米氣體熱力學(xué)性質(zhì)的若干理論研究.pdf

1、實驗上超冷簡并費(fèi)米氣體的獲得及分子BEC(玻色—愛因斯坦凝聚)的成功觀測，使得對低溫費(fèi)米氣體性質(zhì)的理論研究成為一個熱門話題。本論文對超冷費(fèi)米氣體的熱力學(xué)性質(zhì)做了若干理論研究，研究內(nèi)容包括：球?qū)ΨQ外勢約束下弱相互作用費(fèi)米氣體的坐標(biāo)和動量分布，考慮正—反粒子對產(chǎn)生的相對論性理想費(fèi)米氣體的熱力學(xué)性質(zhì)以及滿足q—形變統(tǒng)計的理想費(fèi)米氣體的性質(zhì)特征。本論文得到的結(jié)論將有利于進(jìn)一步深入理解低溫下費(fèi)米氣體的簡并特性，為揭示各種宏觀量子效應(yīng)的實質(zhì)提供理論

2、參考。本論文的主要內(nèi)容安排如下： 第二章基于平均場近似，研究了球?qū)ΨQ外勢約束下弱相互作用費(fèi)米氣體的坐標(biāo)和動量分布，探討了外勢、粒子間相互作用和系統(tǒng)溫度對粒子在兩空間分布的影響。研究表明，當(dāng)溫度T=0K時，無論在坐標(biāo)空間還是動量空間，粒子均分布在一定半徑的球形區(qū)域內(nèi)。為此我們引入了坐標(biāo)空間和動量空間“費(fèi)米球”的概念，并討論了外勢形狀和粒子間相互作用對“費(fèi)米球”大小的影響。當(dāng)T≠0K時，費(fèi)米球邊界的部分粒子躍遷到球外，使得兩空間的“

3、費(fèi)米球”邊界變得模糊起來。研究還發(fā)現(xiàn)，粒子間的相互作用對坐標(biāo)分布和動量分布的影響不同：排斥相互作用力使得坐標(biāo)分布曲線更為平緩，卻使得動量分布曲線更為陡峭。 第三章分析了滿足相對論能量色散關(guān)系的費(fèi)米氣體的熱力學(xué)性質(zhì)，并討論了相對論效應(yīng)和正—反粒子對產(chǎn)生對系統(tǒng)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，當(dāng)粒子的動能接近或超過其靜止能量時，即使當(dāng)溫度T→0K時，相對論效應(yīng)也不可忽略。正—反粒子對產(chǎn)生對系統(tǒng)低溫特性的影響可以忽略不計，但對高溫特性產(chǎn)生顯著的影