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为何在超高温下的相互作用玻色子系统中不存在玻色-爱因斯坦浓度

其他凝聚态物理 2025-05-15 v1

摘要

众所周知,玻色-爱因斯坦 (BE) 浓度在相互作用玻色原子系统中存在于 TTc(i)T\lesssim T^{(i)}_{c} 时,即 Tc(i)T^{(i)}_{c} 为理想气体的BE浓度温度。也普遍接受,在“超高温” TTc(i)T\gg T^{(i)}_{c} 下不可能出现BE浓度。虽然前者对理想气体已有理论证明,但据我们所知,针对相互作用系统尚无此类证明。本文提出了一个近似数学证明,针对由 NN 个无自旋、非相对论的、周期性的相互作用玻色子构成的有限系统。关键点在于,在 TTc(i)T\gg T^{(i)}_{c} 时,占据数 N0=1ZeE/kBTΨa^0+a^0ΨN_{0}=\frac{1}{Z}\sum_{\wp}e^{-E_{\wp}/k_{B}T}\langle \Psi_{\wp}|\hat{a}^{+}_{\mathbf{0}}\hat{a}_{\mathbf{0}}|\Psi_{\wp}\rangle 的主要贡献来自包含 NN 个基本准粒子的状态。这些状态不包含零动量原子的BE浓度,这意味着超高温度应该“模糊化”这种浓度。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.03029,
  title  = {Why a Bose-Einstein condensate cannot exist in a system of interacting bosons at ultrahigh temperatures},
  author = {Maksim D. Tomchenko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.03029},
  year   = {2025}
}

备注

5 pages