稀薄玻色气体的热力学：路径积分蒙特卡洛研究
量子气体
2023-10-23 v3 计算物理
量子物理
摘要
我们给出了均匀稀薄玻色气体热力学的精确路径积分蒙特卡洛结果。压力与能量作为温度的函数在玻色-爱因斯坦转变温度上下均被计算。具体地，我们探讨相互作用效应，聚焦于热力学极限下对理想气体定律的偏离。我们还计算了等温压缩率与接触参数，二者清晰表征了相互作用所起的作用。特别地，我们展示压缩率在转变点处呈现不连续性。为获得物理洞见，数值结果被系统性地与一阶 Hartree-Fock 及二阶 Popov 理论的预言进行比较，二者均给出气体热力学的近似描述。比较显示了转变点周围临界区域的扩展，其中微扰展开的误差更为显著。
引用
@article{arxiv.2110.00283,
title = {Thermodynamics of a dilute Bose gas: A path-integral Monte Carlo study},
author = {Gabriele Spada and Sebastiano Pilati and Stefano Giorgini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00283},
year = {2023}
}
备注
v3: corrected typos in eqs.(15), (A10) and (A11), updated fig.8 with corrected perturbative predictions, implements errata corrige on published version; v2: 10 pages, improved fig.2 and corresponding discussion; v1: 9 pages, 8 figures, data available on zenodo.org