弱磁场中弱相互作用费米气体的相对论修正效应

基于量子统计方法，通过考虑单粒子能谱的相对论修正且引入无自旋自由费米子的非相对论自由能，导出弱磁场中弱相互作用费米气体的自由能，给出各种温度条件下系统热力学量的解析式，详细具体地展示相对论修正对热力学性质的影响，并分析其影响机理.研究表明，与非相对论比较，相对论修正总是降低化学势，在低温下也降低总能及热容量，而在高温下增加总能及热容量；除低温下的热容量外，总能及热容量的改变比例于磁场的平方.     

受限的弱相互作用费米气体热容量的研究

根据平均场近似-Hanee—Fock理论导出了弱相互作用费来气体所满足的薛定谔方程。并采用数值求解研究受限的弱相互作用费米气体的热容量，探讨了粒子间相互作用对热容量的影响。     

二维囚禁理想费米气体的热力学性质

采用局域密度近似（LDA）方法研究幂函数型外势中二维理想费米批气体的热力学性质，求得系统的总能E，费米能εF，刘低温极限下系统的化学势μ，热容量C。并讨论了外势对这些物理量的影响。     

弱磁场中弱相互作用费米气体的泡利顺磁性

根据赝势法和大数近似法导出弱磁场中弱相互作用费米气体的配分函数,并进行泡利顺磁性磁化率的解析计算,分析粒子间的相互作用对磁化率的影响.     

均匀重力场中弱相互作用费米气体的热力学性质

根据局域密度近似法,研究了均匀重力场中弱相互作用费米气体高于费米温度条件下的性质,得到了一些重要热力学量的一般解析表达式,分析了系统的粒子数和能量密度的空间分布规律。对均匀重力场中理想费米体系,均匀重力场中弱相互作用费米体系进行了比较,探讨了重力势场及粒子间的相互作用对体系性质的影响。     

热力学平衡对玻色气体的冷原子数目的限制

应用温度涨落等统计物理知识,通过利用热容量这一重要的物理量计算得出平衡态下冷原子的最小数目Nmin的解析表达式.以弱相互作用玻色气体为例,探讨气体的热力学性质,求解得出低温极限下,系统处于平衡态时冷原子最小数目的量级.     

有限数目费米子体系的泡利顺磁性

研究弱相互作用费米体系的泡利顺磁性，导出磁化率的解析表达式．与理想体系比较，指出粒子间的相互作用加强了泡利顺磁性．通过分析系统的涨落，得到若要出现泡利顺磁现象，外磁场需达到一个临界值．     

谐振势中弱相互作用玻色气体的热力学性质

通过局域密度近似(LDA)研究约束在谐振势中弱相互作用玻色气体的热力学性质,导出系统粒子数和能量的空间分布以及一些重要热力学量的解析表达式,探讨粒子间相互作用对系统热力学性质的影响。     

铁钴镍纳米材料热容量规律的比较分析

用爱因斯坦模型和德拜模型分析得出无磁场时铁、钴和镍磁性粒子热容量的变化,用统计物理方法分析了磁矩与外磁场相互作用、晶格振动、表面自由能等对铁、钴和镍纳米铁磁粒子热容量的影响.数值计算结果表明:无磁场时,低温情形下热容量随着温度的升高而变大,温度较高时趋于稳定;磁矩与外磁场相互作用引起的纳米铁磁粒子的热容量随温度的升高而增大,随外磁场强度的增大而减小;晶格振动引起的纳米铁磁粒子热容量随温度的升高而增大;粒子表面能引起的热容量随温度的升高而增大,粒径越大,热容量也越大.     

非理想费米气体的低温性质

根据赝势法求出的非理想费米系统的能谱,导出粒子间存在弱相互作用的费米气体的自由能、化学势,压强、熵、内能和定容热容等物理量的解析表达式,探讨粒子间的相互作用对系统低温性质的影响.     

铁钴镍纳米材料热容量规律的比较分析

用爱因斯坦模型和德拜模型分析得出无磁场时铁、钴和镍磁性粒子热容量的变化,用统计物理方法分析了磁矩与外磁场相互作用、晶格振动、表面自由能等对铁、钴和镍纳米铁磁粒子热容量的影响．数值计算结果表明：无磁场时,低温情形下热容量随着温度的升高而变大,温度较高时趋于稳定;磁矩与外磁场相互作用引起的纳米铁磁粒子的热容量随温度的升高而增大,随外磁场强度的增大而减小;晶格振动引起的纳米铁磁粒子热容量随温度的升高而增大;粒子表面能引起的热容量随温度的升高而增大,粒径越大,热容量也越大．     

均匀重力场中弱相互作用费米气体的低温性质

根据半经典近似法和局域密度近似法,分别研究了均匀重力场中理想费米气体和弱相互作用费米气体的低温性质,得到了一些重要热力学量的一般解析表达式.对自由费米体系,均匀重力场中理想费米体系,均匀重力场中弱相互作用费米体系进行了比较,探讨了重力势场及粒子间的相互作用对体系性质的影响.     

阶梯算符方法在稀薄费米气体热力学性质研究中的应用

从量子力学算符代数关系出发,引入阶梯算符将系统能量算符表达式简化,导出非对易相空间二维谐振势场中稀薄费米气体的能级公式.给出稀薄费米气体的化学势、内能和热容量依赖于非对易效应参数λ的函数关系.探讨非对易相空间效应对稀薄费米气体热力学性质的影响.     

低温均匀电场中正电子气的化学势和热容量

实验上超冷简并费米气体的获得以及分子玻色-爱因斯坦凝聚的成功观测,都是在外势存在的条件下进行的.因此,探讨外势作用下费米体系的热力学性质将有助于认识费米体系的简并特性,进一步揭示体系的各种宏观量子效应的实质.应用统计物理学的半经典近似方法导出了低温均匀电场中正电子体系的量子态密度,给出了体系的化学势和热容量在低温条件下的解析表达式,分析讨论了均匀电场对正电子体系化学势和热容量的影响.结果表明,低温情况下均匀外电场对体系的化学势和热容量有轻微影响.     

谐振势中相互作用费米子的稳定性条件

在局域密度近似的框架内（其中气体在每一点都可以看成是局域均匀的）,得到谐振势中相互作用费米气体的能量密度.在这些表达式的基础上,研究了零温时约束气体的热力学稳定性条件,给出了一维、二维、三维系统稳定条件的解析表达式.此外,绘出了不同维度系统的稳定性相图.结果表明：在本研究中的所有维度中,在特定粒子数密度的条件下,排斥相互作用或无相互作用系统是稳定的.然而,对于吸引相互作用系统,只有在相互作用很弱的条件下,系统才是稳定的.对于一维和三维系统来说,相互作用强度的临界值与粒子数密度紧密相关,而对于二维系统而言,相应的临界值同粒子数密度不存在明显关联性.     

势阱中旋转费米气体的磁性质

采用准经典近似研究简谐势阱中旋转费米气体磁性质,以磁场中的带电荷费米气体为例,导出了体系的热容量和内能表达式,得到了磁场强度和磁化率随外加磁场的变化关系.     

非简谐势中两组分简并费米气体的集体激发

研究了在一个扭曲的谐振势中两组分简并费米气体的集体激发.运用变分法导出了1组描述两组分简并费米气体质心运动与宽度变化的耦合方程,获得了2个低能激发模.在不同的有效s波相互作用和有效p波相互作用下,分别讨论了由于势的非简谐改变引起的集体激发的频移和集体激发的塌缩与恢复.     

强相互作用一维冷原子气体有效自旋链模型中密度分布的研究

粒子间具有强相互作用的一维冷原子气体在散射共振附近无须外加光晶格即可实现有效自旋链模型。文章利用有效自旋链模型分别计算了囚禁在一维谐振子势阱和一维无限深方势阱中强相互作用费米系统的能级排布与自旋密度分布。结果表明系统能级的排布与系统总的自旋数有关,外势的改变会引起能量的偏移。引入磁场梯度将使有效自旋链两组分自旋密度在空间交替排布,即系统处于基态反铁磁序。     

低维囚禁理想玻色气体的玻色—爱因斯坦凝聚

应用局域密度近似(LDA)研究低维玻色气体的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),结果表明:对囚禁于外势中的玻色子来说,在低维情况下也有BEC,但其临界温度Tc,基态的粒子占据率No/N,热容量C在临界温度附近的连续性问题都与外势形式紧密相关.     

超冷量子气体的统计性质

近年来超冷量子气体的研究取得了一系列重大实验突破,其中包括玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的实现、超冷简并费米气的获得以及分子BEC的成功观测等,同时,BEC及简并费米气体相关理论也成为一个热门的研究课题.结合本研究组近期的部分研究工作简要地阐述超冷量子气体的统计性质,主要内容包括量子气体的尺度效应、外势的约束作用、粒子间相互作用的影响、q-形变量子气体的低温特性和非广延统计等.所得结论对进一步深入认识量子气体的低温特性,揭示各种宏观量子效应的实质具有一定的理论价值.