簡(jiǎn)諧勢(shì)中相對(duì)論玻色氣體的研究.pdf

1、1995年玻色-愛(ài)因斯坦凝聚(BEC)在實(shí)驗(yàn)上的實(shí)現(xiàn)為物理學(xué)研究打開(kāi)了一個(gè)新的領(lǐng)域,BEC及其相關(guān)問(wèn)題的研究已成為當(dāng)前物理學(xué)界熱門(mén)的研究課題之一。本文主要研究了相對(duì)論玻色氣體的BEC及其熱力學(xué)性質(zhì)。
　　利用半經(jīng)典近似的方法研究了三維簡(jiǎn)諧勢(shì)中相對(duì)論理想玻色氣體的性質(zhì),分別在非相對(duì)論極限和極端相對(duì)論極限下計(jì)算了系統(tǒng)的BEC轉(zhuǎn)變溫度、基態(tài)粒子占有率、系統(tǒng)的比熱和熵。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)溫度較低時(shí),非相對(duì)論極限下的轉(zhuǎn)變溫度與一般能譜下的結(jié)果接近

2、;當(dāng)溫度較高時(shí),極端相對(duì)論極限下的轉(zhuǎn)變溫度與一般能譜下的結(jié)果接近。兩種極限下比熱在轉(zhuǎn)變溫度處都發(fā)生躍變,而且相對(duì)論效應(yīng)增大了比熱的躍變程度。系統(tǒng)的熵隨著溫度的增大而增大,在轉(zhuǎn)變溫度處?kù)厥沁B續(xù)的但有一個(gè)突然的拐點(diǎn),說(shuō)明熵的導(dǎo)數(shù)不連續(xù)。
　　研究了考慮反粒子情況下簡(jiǎn)諧勢(shì)中相對(duì)論理想玻色氣體的性質(zhì),利用數(shù)值計(jì)算法得到了系統(tǒng)的BEC轉(zhuǎn)變溫度和該溫度下系統(tǒng)的Helmholtz自由能。研究發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)的BEC轉(zhuǎn)變溫度與轉(zhuǎn)變溫度下的自由能隨粒子數(shù)

3、的變化行為與不考慮反粒子的系統(tǒng)相似。但與不考慮反粒子的系統(tǒng)相比,考慮反粒子的系統(tǒng)的BEC轉(zhuǎn)變溫度更高,該溫度下的Helmholtz自由能更低。這就意味著,存在反粒子的系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
　　利用局域密度近似的方法研究了簡(jiǎn)諧勢(shì)中具有弱相互作用的相對(duì)論玻色氣體的BEC及其熱力學(xué)性質(zhì)。分別在非相對(duì)論極限和極端相對(duì)論極限下計(jì)算了系統(tǒng)的BEC轉(zhuǎn)變溫度、基態(tài)粒子占有率、系統(tǒng)的比熱等熱力學(xué)量的解析表達(dá)式。結(jié)果發(fā)現(xiàn):粒子間的排斥相互作用阻礙了粒子的凝