量子科技中心_量科网

该研究团队在标量场模型框架下，研究了由正反粒子组成的理想玻色系统在有限温度下的热力学性质。假设系统中存在正反粒子对产生现象，但系统同时满足严格电荷（同位旋）守恒。 为实现这一约束条件，研究人员首先在巨正则系综中考察系统，随后通过勒让德变换转为正则系综。该方法构建了一个形式自洽的方案，将微观层面的化学势纳入正则系综框架。为确保电荷（同位旋NI）的严格守恒，该工作进一步在扩展正则系综中分析系统的热力学性质——其中化学势成为温度与守恒电荷的热力学函数。研究表明：当温度降至临界温度Tc时，系统会经历向玻色-爱因斯坦凝聚态的二阶相变，但仅当守恒电荷有限（NI=const≠0）时成立。在正反粒子系统中，凝聚仅形成于具有主导粒子数密度的组分内，该组分决定了过剩电荷。该团队证明：T=0时基态的对称性破缺源于与玻色-爱因斯坦凝聚形成相关的一阶相变。虽然相变涉及对称性破缺，但从严格场论意义上说并非自发产生，而是由外部粒子注入所诱导。研究还简要讨论了高能核碰撞中产生π介子的玻色-爱因斯坦凝聚潜在实验信号。