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晶体能否成为 Bose 系统的基态?

其他凝聚态物理 2021-08-18 v2

摘要

通常假设 T=0T=0 下的 Bose 晶体对应于 Bose 系统的真正基态,即该状态是非简并的,并且由无节点的波函数描述。通过对称性分析,我们表明任何密度的 Bose 系统的基态应对应于液体或气体,而不是晶体。关键点在于,无自旋 Bose 系统的任何各向异性状态都是简并的。我们针对无限三维(3D)系统和有限球形 3D 系统证明了这一点。可以预期这对于任何形状的有限系统同样成立。因此,各向异性状态不能是真正的基态。因此,零温自然 3D 晶体应对应于 Bose 系统的激发态。针对零边界条件,提出了零温 3D Bose 晶体的波函数 Ψ0c\Psi^{c}_{0}。显然,这样的 Ψ0c\Psi^{c}_{0} 对应于能量的局部极小值(绝对极小值对应于液体)。这些性质产生了存在超流液态 H2_{2}、Ne、Ar 及其他惰性元素的可能性。我们提出了获得它们的几种可能的实验途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.04070,
  title  = {Can a crystal be the ground state of a Bose system?},
  author = {Maksim D. Tomchenko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.04070},
  year   = {2021}
}

备注

39 one-column pages, 2 figures; v2: Section 2, Appendices 1 and 3, and references are revised, Appendix 2 is added