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，通過激光冷卻和蒸發(fā)冷卻實現(xiàn)了玻色．愛因斯坦凝聚(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。外勢導(dǎo)致BEC凝聚體的非均勻性，因而原子凝聚不僅存在于動量空間，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。有大量文章從各個方面對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、射長度a>0和a<0，勢阱的作用，空間維數(shù)的影響，粒子的運動特征等。 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場中玻色氣體的熱力學(xué)性質(zhì)，計算臨界溫度、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的理論和實驗文獻(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維空間外勢場中相對論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維空間外勢場中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維空間外勢場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維空間外勢場中理想玻色氣體的結(jié)果進(jìn)行了比