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该研究团队基于玻尔兹曼-费米-狄拉克方程描述的自由电子费米气体，旨在对费米球面上的基态及其激发态一阶近似建立精确数学理解。通过运用碰撞动理学理论中流体动力学极限的框架，研究人员确定了电荷密度涨落集中于费米球面的低温区域。在三维及以上空间维度中，该工作还表征了涨落的热力学平衡态与能谱特征，由此推导出描述金属中电荷密度流动与传播的宏观流体动力学方程，为导体中等离子体振荡提供了精确数学描述。二维情况存在本质差异，将在姊妹篇中专门讨论。值得注意的是，研究结果表明激发态电子及其能量可在费米球面呈现各向异性分布，这一发现突破了“电子能量应沿所有方向均匀分布”的传统直觉假设。本文构建的流体动力学机制类似于经典玻尔兹曼方程的声学极限，但特别强调：该推导适用于克努森数任意快速收敛的情形，这显著拓展了经典声学极限现有证明的适用范围。这表明费米气体的低温极限为理解可压缩欧拉极限提供了极具前景的研究路径。