强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质

门福殿; 王炳福; 何晓刚; 隗群梅

doi:10.7498/aps.60.080501

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名

邮箱

手机号码

标题

留言内容

验证码

摘要

基于赝势法和局域密度近似研究了强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质,得出化学势、总能和热容量的解析式,同时分析了磁场及相互作用对系统热力学性质的影响.研究表明,无论是高温情况还是低温情况下,磁场都能调节相互作用的影响.低温下,与无磁场的系统相比,磁场降低系统的化学势、总能和热容量;与无相互作用系统相比,排斥作用增加化学势而降低总能及热容量.高温下,磁场和排斥作用均可降低系统的总能而增加热容量,强磁场可以改变相互作用对总能及热容量的影响.

关键词:

作者及机构信息

1.
中国石油大学(华东)物理科学与技术学院,东营 257061;

2.
滨州学院物理系,滨州 256600

基金项目: 山东省自然科学基金(批准号:ZR2010AL027)资助的课题.

参考文献

[1]	Regal C A, Ticknor C, Bohn J L, Jin D S 2003 Nature 424 47
[2]
[3]	Xiong H W, Liu S J, Zhang W P, Zhan M S 2005 Phys. Rev. Lett. 95 120401
[4]	Dong H, Ma Y L 2009 Chin. Phys. B 18 0715
[5]
[6]
[7]	Qin F, Chen J S 2009 Phys. Rev. A 79 043625
[8]	Xiong H W, Liu S J, Zhan M S 2006 Phys. Rev. A 74 033602
[9]
[10]
[11]	Chen J S, Cheng C M, Li J R, Wang Y P 2007 Phys. Rev. A 76 033617
[12]	Men F D, Fan Z L 2010 Chin. Phys. B 19 030502
[13]
[14]	Kinast J, Hemmer S L, Gehm M E, Turlapov A, Thomas J E 2004 Phys. Rev. Lett. 92 150402
[15]
[16]
[17]	Bartenstein M, Altmeyer A, Riedl S, Jochim S, Chin C, Denschlag J H, Grimm R 2004 Phys. Rev. Lett. 92 203201
[18]	Kinast J, Turlapov A, Thomas J E, Chen Q J, Stajic J, Levin K 2005 Science 307 1296
[19]
[20]	Zwierlein M W, Abo-Shaeer J R, Schirotzek A, Schunck C H, Ketterle W 2005 Nature 435 1047
[21]
[22]	Su G Z, Chen L X 2004 Acta Phys. Sin. 53 984 (in Chinese) [苏国珍、陈丽璇 2004 物理学报 53 984]
[23]
[24]
[25]	Landau L D, Lifshitz E M 1999 Statistical Physics (Part Ⅰ) (3rd ed) (Oxford: Pergamon Press) p173
[26]
[27]	Men F D 2006 Acta Phys. Sin. 55 1622 (in Chinese) [门福殿 2006 物理学报 55 1622]

施引文献

[1]	Regal C A, Ticknor C, Bohn J L, Jin D S 2003 Nature 424 47
[2]
[3]	Xiong H W, Liu S J, Zhang W P, Zhan M S 2005 Phys. Rev. Lett. 95 120401
[4]	Dong H, Ma Y L 2009 Chin. Phys. B 18 0715
[5]
[6]
[7]	Qin F, Chen J S 2009 Phys. Rev. A 79 043625
[8]	Xiong H W, Liu S J, Zhan M S 2006 Phys. Rev. A 74 033602
[9]
[10]
[11]	Chen J S, Cheng C M, Li J R, Wang Y P 2007 Phys. Rev. A 76 033617
[12]	Men F D, Fan Z L 2010 Chin. Phys. B 19 030502
[13]
[14]	Kinast J, Hemmer S L, Gehm M E, Turlapov A, Thomas J E 2004 Phys. Rev. Lett. 92 150402
[15]
[16]
[17]	Bartenstein M, Altmeyer A, Riedl S, Jochim S, Chin C, Denschlag J H, Grimm R 2004 Phys. Rev. Lett. 92 203201
[18]	Kinast J, Turlapov A, Thomas J E, Chen Q J, Stajic J, Levin K 2005 Science 307 1296
[19]
[20]	Zwierlein M W, Abo-Shaeer J R, Schirotzek A, Schunck C H, Ketterle W 2005 Nature 435 1047
[21]
[22]	Su G Z, Chen L X 2004 Acta Phys. Sin. 53 984 (in Chinese) [苏国珍、陈丽璇 2004 物理学报 53 984]
[23]
[24]
[25]	Landau L D, Lifshitz E M 1999 Statistical Physics (Part Ⅰ) (3rd ed) (Oxford: Pergamon Press) p173
[26]
[27]	Men F D 2006 Acta Phys. Sin. 55 1622 (in Chinese) [门福殿 2006 物理学报 55 1622]

[1]	门福殿, 田青松, 陈新龙. 强磁场中弱相互作用费米气体的稳定性. 物理学报, 2014, 63(12): 120504. doi: 10.7498/aps.63.120504
[2]	门福殿. 弱磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质. 物理学报, 2006, 55(4): 1622-1627. doi: 10.7498/aps.55.1622
[3]	陈新龙, 门福殿, 田青松. 反常磁矩对弱磁场弱相互作用费米气体热力学性质的影响. 物理学报, 2015, 64(8): 080501. doi: 10.7498/aps.64.080501
[4]	李鹤龄, 王娟娟, 杨斌, 沈宏君. 由N-E-V分布及赝势法研究弱磁场中弱相互作用费米子气体的热力学性质. 物理学报, 2015, 64(4): 040501. doi: 10.7498/aps.64.040501
[5]	苏国珍, 陈丽璇. 弱相互作用费米气体的热力学性质. 物理学报, 2004, 53(4): 984-990. doi: 10.7498/aps.53.984
[6]	范召兰, 门福殿, 窦瑞波. 硬球势中相对论费米气体的热力学性质. 物理学报, 2010, 59(6): 3715-3719. doi: 10.7498/aps.59.3715
[7]	李鹤龄, 王娟娟, 杨斌, 王亚妮, 沈宏君. 广义不确定性原理下费米气体低温热力学性质. 物理学报, 2015, 64(8): 080502. doi: 10.7498/aps.64.080502
[8]	门福殿, 何晓刚, 周勇, 宋新祥. 强磁场中超冷费米气体的相对论效应. 物理学报, 2011, 60(10): 100502. doi: 10.7498/aps.60.100502
[9]	袁都奇. 相互作用对玻色气体热力学性质及稳定性的影响. 物理学报, 2006, 55(4): 1634-1638. doi: 10.7498/aps.55.1634
[10]	袁都奇. 囚禁弱相互作用玻色气体的势场优化准则. 物理学报, 2011, 60(3): 030307. doi: 10.7498/aps.60.030307
[11]	贺丽, 余增强. 自旋-轨道耦合作用下双组分量子气体中的动力学结构因子与求和规则. 物理学报, 2016, 65(13): 131101. doi: 10.7498/aps.65.131101
[12]	袁都奇. 弱相互作用费米气体的不稳定性判据. 物理学报, 2006, 55(8): 3912-3915. doi: 10.7498/aps.55.3912
[13]	蹇君, 雷娇, 樊群超, 范志祥, 马杰, 付佳, 李会东, 徐勇根. NO分子宏观气体热力学性质的理论研究. 物理学报, 2020, 69(5): 053301. doi: 10.7498/aps.69.20191723
[14]	张雅男, 晏世雷. 随机横场与晶场作用混合自旋系统的热力学性质. 物理学报, 2003, 52(11): 2890-2895. doi: 10.7498/aps.52.2890
[15]	门福殿, 王海堂, 何晓刚. 强磁场中Fermi气体的稳定性及顺磁性. 物理学报, 2012, 61(10): 100503. doi: 10.7498/aps.61.100503
[16]	左小伟, 安佰灵, 黄德洋, 张林, 王恩刚. 强磁场作用下Cu熔体中富Fe颗粒的迁移与排列. 物理学报, 2016, 65(13): 137401. doi: 10.7498/aps.65.137401
[17]	王江, 钟云波, 任维丽, 雷作胜, 任忠鸣, 徐匡迪. 强磁场复合交变电流作用下Zn-30wt％Bi偏晶合金的凝固. 物理学报, 2009, 58(2): 893-900. doi: 10.7498/aps.58.893
[18]	武红, 李峰. GeH/层间弱相互作用调控锗烯电子结构的机制. 物理学报, 2016, 65(9): 096801. doi: 10.7498/aps.65.096801
[19]	曾思良, 倪飞飞, 何建锋, 邹士阳, 颜君. 强磁场中氢原子的能级结构. 物理学报, 2011, 60(4): 043201. doi: 10.7498/aps.60.043201
[20]	周昱, 周青春, 马晓栋. 幺正极限附近费米气体反常激发模式的涡旋 . 物理学报, 2013, 62(14): 140301. doi: 10.7498/aps.62.140301

引用本文:

Citation:

计量

文章访问数: 2135
PDF下载量: 682
被引次数: 0

强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质

1. 中国石油大学(华东)物理科学与技术学院,东营 257061;

2. 滨州学院物理系,滨州 256600

基金项目:

山东省自然科学基金(批准号:ZR2010AL027)资助的课题.

收稿日期: 2010-10-10

修回日期: 2011-01-29

刊出日期: 2011-04-05

摘要: 基于赝势法和局域密度近似研究了强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质,得出化学势、总能和热容量的解析式,同时分析了磁场及相互作用对系统热力学性质的影响.研究表明,无论是高温情况还是低温情况下,磁场都能调节相互作用的影响.低温下,与无磁场的系统相比,磁场降低系统的化学势、总能和热容量;与无相互作用系统相比,排斥作用增加化学势而降低总能及热容量.高温下,磁场和排斥作用均可降低系统的总能而增加热容量,强磁场可以改变相互作用对总能及热容量的影响.

关键词:

Thermodynamic properties of a weakly interacting Fermi gas in a strong magnetic field

1.
College of Physics Science and Technology, China University of Petroleum (East China), Dongying 257061, China;

2.
Department of Physics, Binzhou University, Binzhou 256600, China

Received Date: 10 October 2010

Accepted Date: 29 January 2011

Published Online: 05 April 2011

Abstract: Based on the pseudopotential method and the local-density approximation, the thermodynamic properties of a weakly interacting Fermi gas in a strong magnetic filed are studied, the integrated analytical expressions of thermodynamic quantities of the system are derived, and the effects of magnetic field as well as interparticle interactions on the thermodynamic properties of the system are analyzed. It is shown that at both high and low temperatures, magnetic field may adjust the effects of interacting. At low temperatures, magnetic field can lower the chemical potential, total energy and heat capacity of the system compared with the situation of Fermi gas in the absence of the magnetic field. The repulsive interactions may increase the chemical potential, but reduce the total energy and heat capacity of the system compared with the situation of non-interacting Fermi gas. At high temperatures, magnetic field as well as repulsive interactions can reduce the total energy and increase heat capacity of the system, moreover, strong magnetic field may change the effects of interaction on the total energy and the heat capacity of the system.

Keywords:

全文HTML

参考文献 (27)

搜索

留言板