有限玻色系統的臨界行為研究

有限玻色系統的臨界行為研究

《有限玻色系統的臨界行為研究》是依託南昌大學,由王建輝擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

  • 中文名:有限玻色系統的臨界行為研究
  • 項目類別:地區科學基金項目
  • 項目負責人:王建輝
  • 依託單位:南昌大學
項目摘要,結題摘要,

項目摘要

本項目基於微正則系綜研究有限玻色系統的臨界行為。研究遠離熱力學極限的有限體系時,不同的系綜不再等價。有限量子體巨正則和正則的熱力學函式是連續平滑的,而微正則熱力學函式在臨界點附近將出現奇異性。因此,為揭示有限量子體的臨界行為的本質,有必要採用微正則系綜理論進行分析。取有限體積、有限粒子數、有限能量、不取熱力學極限、不作連續譜近似的量子系統,確定和分析各種熱力學量。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,我們將勢阱尺寸標度理論和相變分類方法從正則系綜推廣到微正則系綜。研究有限系統的基態粒子數漲落、臨界溫度和比熱等物理量時,預言並分析諸如負比熱、負壓縮性和熱力學函式震盪等新奇量子統計現象。

結題摘要

本項目開展有限(遠離熱力學極限下)量子系統的熱力學和統計性質的理論研究。研究限尺寸量子效應、熱漲落、耗散、相變等統計現象探索有限量子體(特別地,在有限時間熱力學過程中)的新奇熱力學性質和統計行為。基於微正則系綜,研究有限粒子均勻玻色氣體在低溫下發生凝聚時的凝聚比、比熱以及有限尺寸標度行為。以有限量子體系為工作物質,基於各種熱力學過程,構建不同的能量轉換模型(包括熱機和制冷機模型),得到系統的哈密頓量、熵和溫度等物理量的嚴格表示。研究分析了有限量子體為工質的能量轉換機的性能特徵並對其進行最佳化,解釋能量轉換的微觀物理機制,從而揭示了有限量子體系的平衡和非平衡的熱力學和統計性質。

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