有限温度下谐谐捕获无相互作用玻色子的转动惯量分布:大偏差

该团队计算了受谐波势阱V(r) = (1/2)mω²r²约束的N个无相互作用玻色子气体在不同维度及任意温度下的转动惯量全概率分布P(I)∝∏_{i=1}^N r_i²。在囚禁玻色气体的热力学极限条件下(N→∞且ω→0,但保持ρ=Nω^d不变,其中ρ在平移不变系统中扮演类似密度的角色),研究发现:当维度d>1且密度ρ跨越临界值ρ_c(β)时(β为逆温度),体系会发生玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)相变。 通过证明概率分布P_β(I,N)满足大偏差形式P_β(I,N)~e^{-VΦ(I/V)}(其中V=ω^{-d}≫1),该研究团队解析计算了速率函数Φ(z),并揭示其在临界值z=z_c处存在二阶导数不连续的奇异性。这种奇异性与BEC相变直接相关——当d≤1维无BEC相变时,奇异性随之消失。值得注意的是:即便实际体系处于流体相(ρ<ρ_c(β)),通过测量转动惯量分布并分析速率函数奇异性,仍可探测d>1维中BEC相变的信号,这为非相互作用玻色气体的BEC相变提供了实空间诊断方法。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2025-11-15 15:01

量科快讯