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Sierpinski 地毯中 Bose 气体的统计力学

数学物理 2012-04-17 v2 量子气体 统计力学 math.MP

摘要

我们对局限于广义 Sierpinski 地毯(GSCs)中的无质量与有质量 Bose 子的平衡热力学进行了数学上严格的探究,GSCs 是一类具有非整数 Hausdorff 维度 dhd_h 的无限分叉分形。由于与 GSCs 上的 Brown 运动相关的反常行走维度 dw>2d_w>2,我们证明了所有广延热力学量均随维度为 ds=2(dh/dw)d_s = 2(d_h/d_w) 的谱体积而非 Hausdorff 体积进行标度。我们证明,对于无界 GSC 中的低温高密度理想有质量 Bose 气体,当且仅当 ds>2d_s>2,或等价地,当 GSC 上的 Brown 运动为非常返时,才会发生 Bose-Einstein 凝聚。我们还推导出了 GSC 中黑体辐射能量的显式表达式,以及以 GSC 为模型构建的分形波导平行板上的 Casimir 压力。我们的证明广泛使用了谱 Zeta 函数,该函数是通过对热核迹的精确估计获得的。我们相信,我们的结果可以通过分形结构上的光子与冷原子实验得到验证。

关键词

引用

@article{arxiv.1202.1274,
  title  = {Statistical mechanics of Bose gas in Sierpinski carpets},
  author = {Joe P. Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1202.1274},
  year   = {2012}
}

备注

v2: 37 pages, 5 figures, 1 table. Minor edits & added references. Submitted to Comm. Math. Phys