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该研究采用量子相空间（QPS）形式体系，对纳米尺度约束下的理想量子气体热力学行为提出了统一描述。研究团队证明统计动量方差B_ll可表征量子简并性：对费米子而言包含费米能，对玻色子则体现凝聚能标，从而将这一形式体系与既有成果相衔接，使费米-狄拉克与玻色-爱因斯坦统计能在统一框架下处理。由此推导出内能、各向异性压力张量和热容等关键特性的精确解析表达式，无缝描述了从经典到量子区域的转变过程。 研究结果揭示纳米尺度热力学具有本质各向异性：压力呈现方向依赖性，在极端约束条件下分形各向异性可达单位值。值得注意的是，通过B_ll中的几何参数控制的纯形状效应，可在不改变系统尺寸、温度或密度的前提下调控相变过程。针对受约束电子气体和氦-4气体的数值模拟表明，在5-50纳米约束尺度和毫开尔文至开尔文温区即可观测到显著量子效应。该工作为纳米系统提供了理论工具包，对纳米流体器件和量子传感器具有直接指导意义。