有限温度下理想玻色子粒�-反粒子系统

在标量场模型框架下，考察由粒子与反粒子组成的理想玻色子系统在有限温度下的热力学性质。假设粒子-反粒子对产生，但系统同时受到严格的电荷（异质）守恒约束。为实现此约束，首先在广义正则统计ensemble中考虑该系统，然后通过Legendre变换转化为正则统计ensemble。该程序为在正则统计ensemble框架中以微观层面纳入化学势提供了形式上一致的方案。为严格保证电荷（异质，N_I）守恒，进一步在扩展正则统计ensemble中分析该系统的热力学性质，其中化学势成为温度和守恒电荷的热力学函数。结果表明，随着温度下降，系统在临界温度T_c处发生二级相变形成玻色-爱因斯坦浓度 condensate，但仅当守恒电荷为有限值时才会发生，即N_I=const≠0。在粒子-反粒子系统中，浓度 condensate仅在决定剩余电荷的主要粒子数密度分量中形成。我们证明，T=0时地状态的对称性破坏源于与玻色-爱因斯坦浓度 condensate形成相关的一次相变。尽管该相变涉及对称性破坏，但并非严格意义上的自发性破坏，而是由外部注入粒子所致。简要讨论了在高能核碰撞中产生的π介子玻色-爱因斯坦浓度 condensate的潜在实验信号。