有限玻色系統的微正則系綜理論研究

《有限玻色系統的微正則系綜理論研究》是依託南昌大學，由王建輝擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：有限玻色系統的微正則系綜理論研究
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：王建輝
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

本項目構建微正則系綜理論和研究有限玻色系統發生玻色-愛因斯坦凝聚時熱力學函式奇異性行為。巨正則和正則系綜理論對有限量子體量子相變所發生的熱力學函式奇異性的描述在大多數情況下失效，有必要構建有限體的微正則系綜理論。微正則系綜理論在某些特殊情況下可退回到巨正則和正則系綜理論，更重要的是微正則系綜理論可揭示有限體所發生的熱力學奇異性行為，從而預言新奇量子統計現象。本項目取有限體積，有限粒子數目，有限能量，不作連續能譜近似，嚴格計算體系的特性函式，從而嚴格計算各種熱力學函式。在得到有限量子體的微正則配分函式和普適的熵表示的基礎上，研究玻色系統的基態粒子數漲落、比熱等熱力學和統計性質，從而揭示並分析有限體發生相變時的熱力學函式奇異性。 基於普適的熵函式表示，得出體系的狀態方程，並可預言有限量子體系的新奇現象，諸如負比熱、負壓縮性，熱力學函式震盪等。

結題摘要

有限（小）系統具有兩個明顯不同於巨觀系統的特徵： （a）系統的熱漲落現象非常明顯；（b）在低溫情況下，系統的量子特性非常突出。有限(小)系統不滿足熱力學極限條件，因此傳統的熱力學和統計理論的適用性需要重新考慮。以有限體積、有限粒子數、有限能量、不取熱力學極限、不作連續譜近似的囚禁量子系統為研究對象，研究限尺寸量子效應、熱漲落等統計現象，本項目揭示有限量子體的奇異統計行為（如熱力學函式震盪等）， 分析有限量子體為工質的熱機循環的新奇性能，從而探討和研究有限量子體的平衡和非平衡的熱力學和統計性質。