搜索

x

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

广义不确定性原理下费米气体低温热力学性质

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

李鹤龄, 王娟娟, 杨斌, 王亚妮, 沈宏君
PDF
导出引用
导出核心图
  • 在考虑到广义不确定性原理时, 统计物理中的态密度必须做出修正, 这导致对传统统计物理的所有结果都有不同程度的修正. 在高能、高温条件下, 此修正是颠覆传统观念的, 在低温条件下, 也有一定的修正. 研究了低温条件下考虑到广义不确定性原理时, 理想费米气体和具有弱相互作用费米气体的热力学性质, 分别给出理想费米气体和弱相互作用费米气体的化学势、内能和定容热容的解析表达式, 并以铜电子气体为例进行了具体数值计算, 将计算结果与不考虑广义不确定性原理时的费米气体的热力学性质进行了比较, 探讨了广义不确定性原理对系统热力学性质的影响. 考虑到广义不确定性原理后费米气体的化学势、费米能和基态能增大, 热容减少, 内能随温度的增加先增大, 到某一温度(对于铜电子气体, T/TF0~0.3)时, 增值为零, 温度再增加内能减少. 这些修正的具体数值主要由粒子数密度决定, 粒子数密度越大, 修正越大.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61167002)和宁夏自然科学基金(批准号: NZ14055)资助的课题.
    [1]

    Townsend P K 1977 Phys. Rev. D 15 2795

    [2]

    Gross D J, Mende P F 1988 Nucl. Phys. B 303 407

    [3]

    Amati D, Ciafaloni M, Veneziano G 1989 Phys. Lett. B 216 41

    [4]

    Konishi K, Pauffti G, Provero P 1990 Phys. Lett. B 234 276

    [5]

    Jaeckel M J, Reynaud S 1994 Phys. Lett. A 185 143

    [6]

    Garay L 1995 Int. J. Mod. Phys. A 10 145

    [7]

    Kempf A, Mangano G, Mann R B 1995 Phys. Rev. D 52 1108

    [8]

    Kempf A, Mangano G 1997 Phys. Rev. D 55 7909

    [9]

    Nozari K, Etemadi A 2012 Phys. Rev. D 85 104029

    [10]

    Ghosh S Roy P 2012 Phys. Lett. B 711 423

    [11]

    Chang L N, Minic D, Takeuchi T, Okamura N 2002 Phys. Rev. D 65 125028

    [12]

    Li X 2002 Phys. Lett. B 540 9

    [13]

    Fityo V T 2008 Phys. Lett. A 372 5872

    [14]

    Chang L N, Minic D, Okamura N, Takeuchi T 2002 Phys. Rev. D 65 125027

    [15]

    Vakili B, Gorji M A 2012 J. Stat. Mech. p10013

    [16]

    Jochim S, Bartenstein M, Altmeyer A, Hendl G, Riedl S, Chin C, Hecker Denschlag J, Grimm R 2003 Science 302 2101

    [17]

    Kinast J, Hemmer S L, Gehm M E, Turlapov A, Thomas J E 2004 Phys. Rev. Lett. 92 150402

    [18]

    Bartenstein M, Altmeyer A, Riedl S, Jochim S, Chin C, Denschlag J H, Grimm R 2004 Phys. Rev. Lett. 92 203201

    [19]

    Kinast J, Turlapov A, Thomas J E, Chen Q J, Stajic J, Levin K 2005 Science 307 1296

    [20]

    Zwierlein M W, Abo-Shaeer J R, Schirotzek A, Schunck C H, Ketterle W 2005 Nature 435 1047

    [21]

    Xiong H W, Liu S J, Zhang W P, Zhan M S 2005 Phys. Rev. Lett. 95 120401

    [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]

    Men F D, Fan Z L 2010 Chin. Phys. B 19 030502

    [24]

    Dong H, Ma Y L 2009 Chin. Phys. B 18 0715

    [25]

    Zhao R, Zhang L C, Li H F 2009 Acta Phys. Sin. 58 2193 (in Chinese) [赵仁, 张丽春, 李怀繁 2009 物理学报 58 2193]

    [26]

    Quesne C, Tkachuk V M 2004 J. Phys. A: Math. General 37 10095

    [27]

    Brau F 1999 J. Phys. A: Math. General 32 7691

    [28]

    Benczik S, Chang L N, Minic D, Takeuchi T 2005 Phys. Rev. A 72 012104

    [29]

    Stetsko M M, Tkachuk V M 2006 Phys. Rev. A 74 012101

    [30]

    Brau F, Buisseret F 2006 Phys. Rev. D 74 036002

    [31]

    Pathria R K 1977 Statistical Mechanics (London: Pergamon Press)

    [32]

    Huang K 1987 Statistical Mechanics (New York: Wiley) p272

    [33]

    Li H L, Wang J J, Yang B, Shen H J 2015 Acta Phys. Sin. 64 040501 (in Chinese) [李鹤龄, 王娟娟, 杨斌, 沈宏君 2015 物理学报 64 040501]

    [34]

    Dehmelt H 1988 Phys. Scr. T22 102

    [35]

    Curtis, Lorenzo J 2003 Atomic Structure and Lifetime: A Conceptual Approach (Cambridge: Cambridge University Press) p74

  • [1]

    Townsend P K 1977 Phys. Rev. D 15 2795

    [2]

    Gross D J, Mende P F 1988 Nucl. Phys. B 303 407

    [3]

    Amati D, Ciafaloni M, Veneziano G 1989 Phys. Lett. B 216 41

    [4]

    Konishi K, Pauffti G, Provero P 1990 Phys. Lett. B 234 276

    [5]

    Jaeckel M J, Reynaud S 1994 Phys. Lett. A 185 143

    [6]

    Garay L 1995 Int. J. Mod. Phys. A 10 145

    [7]

    Kempf A, Mangano G, Mann R B 1995 Phys. Rev. D 52 1108

    [8]

    Kempf A, Mangano G 1997 Phys. Rev. D 55 7909

    [9]

    Nozari K, Etemadi A 2012 Phys. Rev. D 85 104029

    [10]

    Ghosh S Roy P 2012 Phys. Lett. B 711 423

    [11]

    Chang L N, Minic D, Takeuchi T, Okamura N 2002 Phys. Rev. D 65 125028

    [12]

    Li X 2002 Phys. Lett. B 540 9

    [13]

    Fityo V T 2008 Phys. Lett. A 372 5872

    [14]

    Chang L N, Minic D, Okamura N, Takeuchi T 2002 Phys. Rev. D 65 125027

    [15]

    Vakili B, Gorji M A 2012 J. Stat. Mech. p10013

    [16]

    Jochim S, Bartenstein M, Altmeyer A, Hendl G, Riedl S, Chin C, Hecker Denschlag J, Grimm R 2003 Science 302 2101

    [17]

    Kinast J, Hemmer S L, Gehm M E, Turlapov A, Thomas J E 2004 Phys. Rev. Lett. 92 150402

    [18]

    Bartenstein M, Altmeyer A, Riedl S, Jochim S, Chin C, Denschlag J H, Grimm R 2004 Phys. Rev. Lett. 92 203201

    [19]

    Kinast J, Turlapov A, Thomas J E, Chen Q J, Stajic J, Levin K 2005 Science 307 1296

    [20]

    Zwierlein M W, Abo-Shaeer J R, Schirotzek A, Schunck C H, Ketterle W 2005 Nature 435 1047

    [21]

    Xiong H W, Liu S J, Zhang W P, Zhan M S 2005 Phys. Rev. Lett. 95 120401

    [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]

    Men F D, Fan Z L 2010 Chin. Phys. B 19 030502

    [24]

    Dong H, Ma Y L 2009 Chin. Phys. B 18 0715

    [25]

    Zhao R, Zhang L C, Li H F 2009 Acta Phys. Sin. 58 2193 (in Chinese) [赵仁, 张丽春, 李怀繁 2009 物理学报 58 2193]

    [26]

    Quesne C, Tkachuk V M 2004 J. Phys. A: Math. General 37 10095

    [27]

    Brau F 1999 J. Phys. A: Math. General 32 7691

    [28]

    Benczik S, Chang L N, Minic D, Takeuchi T 2005 Phys. Rev. A 72 012104

    [29]

    Stetsko M M, Tkachuk V M 2006 Phys. Rev. A 74 012101

    [30]

    Brau F, Buisseret F 2006 Phys. Rev. D 74 036002

    [31]

    Pathria R K 1977 Statistical Mechanics (London: Pergamon Press)

    [32]

    Huang K 1987 Statistical Mechanics (New York: Wiley) p272

    [33]

    Li H L, Wang J J, Yang B, Shen H J 2015 Acta Phys. Sin. 64 040501 (in Chinese) [李鹤龄, 王娟娟, 杨斌, 沈宏君 2015 物理学报 64 040501]

    [34]

    Dehmelt H 1988 Phys. Scr. T22 102

    [35]

    Curtis, Lorenzo J 2003 Atomic Structure and Lifetime: A Conceptual Approach (Cambridge: Cambridge University Press) p74

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1022
  • PDF下载量:  525
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-13
  • 修回日期:  2014-12-01
  • 刊出日期:  2015-04-05

广义不确定性原理下费米气体低温热力学性质

  • 1. 宁夏大学物理电气信息学院, 银川 750021
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61167002)和宁夏自然科学基金(批准号: NZ14055)资助的课题.

摘要: 在考虑到广义不确定性原理时, 统计物理中的态密度必须做出修正, 这导致对传统统计物理的所有结果都有不同程度的修正. 在高能、高温条件下, 此修正是颠覆传统观念的, 在低温条件下, 也有一定的修正. 研究了低温条件下考虑到广义不确定性原理时, 理想费米气体和具有弱相互作用费米气体的热力学性质, 分别给出理想费米气体和弱相互作用费米气体的化学势、内能和定容热容的解析表达式, 并以铜电子气体为例进行了具体数值计算, 将计算结果与不考虑广义不确定性原理时的费米气体的热力学性质进行了比较, 探讨了广义不确定性原理对系统热力学性质的影响. 考虑到广义不确定性原理后费米气体的化学势、费米能和基态能增大, 热容减少, 内能随温度的增加先增大, 到某一温度(对于铜电子气体, T/TF0~0.3)时, 增值为零, 温度再增加内能减少. 这些修正的具体数值主要由粒子数密度决定, 粒子数密度越大, 修正越大.

English Abstract

参考文献 (35)

目录

    /

    返回文章
    返回