零温下软核玻色子的冻结：一种变分理论

零温下大量弱排斥玻色子集合的性质可由 Gross-Pitaevskii 平均场理论很好描述。根据该形式体系，系统随压强变化表现出从超流体到团簇超固体的量子相变。我们采用可精确处理的凝聚波函数——表示为若干高斯函数之和——的变分表述，对系统不同相态做了热力学严谨的处理。此描述不仅有定量准确性，还能预言相变的级数（有时甚至位置）。我们考虑了二维与三维中的若干晶体结构并确定了相图。依晶格不同，从流体到固体的相变可为一级或连续，较低配位数意味着较缓的相变。在二维中，结晶将在方晶格、蜂窝晶格与条带晶格上以相同压强发生，这些相对三角晶格均提供亚稳相。三维中有类似情形，其中简单立方与金刚石晶体也共享同一熔点；然而低压下的稳定晶体通常为 fcc。经压缩并依势形状，fcc 晶体可转变为 hcp。最后我们勾勒了固-流界面及固体自流体量子成核的理论。