稀薄玻色氣體的熱力學(xué)性質(zhì).pdf

1、上世紀(jì)九十年代，人們將弱相互作用的堿金屬原子約束在磁光阱中，通過(guò)激光冷卻和蒸發(fā)冷卻實(shí)現(xiàn)了玻色．愛(ài)因斯坦凝聚(BEC)。在BEC凝聚體中，原子聚集在單粒子基態(tài)，其相位完全相同，因此BEC凝聚體可以看作是宏觀的量子相干氣體。外勢(shì)導(dǎo)致BEC凝聚體的非均勻性，因而原子凝聚不僅存在于動(dòng)量空間，還存在于坐標(biāo)空間。有關(guān)BEC的理論研究工作是大量而廣泛的。有大量文章從各個(gè)方面對(duì)BEC現(xiàn)象作了不同的探討和研究，例如系統(tǒng)溫度T=0和T>0，基態(tài)和激發(fā)態(tài)，散

2、射長(zhǎng)度a>0和a<0，勢(shì)阱的作用，空間維數(shù)的影響，粒子的運(yùn)動(dòng)特征等。 限于篇幅，僅討論低溫、自旋為零、弱排斥相互作用的稀薄玻色系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)。本文主要利用巨正則系綜和局域密度近似方法研究了外勢(shì)場(chǎng)中玻色氣體的熱力學(xué)性質(zhì)，計(jì)算臨界溫度、凝聚態(tài)占據(jù)數(shù)、內(nèi)能、熱容量等熱力學(xué)量，得到了BEC出現(xiàn)的判據(jù)和熱容量連續(xù)的判據(jù)。 在閱讀了大量的有關(guān)BEC的理論和實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，主要在理論上作了一些工作。 1、總結(jié)討論了現(xiàn)有文獻(xiàn)

3、玻色氣體的熱力學(xué)性質(zhì)的研究成果，進(jìn)行了分析比較。 2、研究討論了D維空間外勢(shì)場(chǎng)中相對(duì)論q-理想玻色氣體的熱力學(xué)性質(zhì)，得到了熱力學(xué)量的解析表達(dá)式，分析討論了BEC出現(xiàn)的判據(jù)和熱容量連續(xù)的判據(jù)，與D維空間外勢(shì)場(chǎng)中q-理想玻色氣體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較。 3、研究討論了D維空間外勢(shì)場(chǎng)中弱相互作用玻色氣體的熱力學(xué)性質(zhì)，得到了熱力學(xué)量的解析表達(dá)式，分析討論了BEC出現(xiàn)的判據(jù)和熱容量連續(xù)的判據(jù)，與D維空間外勢(shì)場(chǎng)中理想玻色氣體的結(jié)果進(jìn)行了比