Fermi气体在势阱中的最大囚禁范围与状态方程

袁都奇

doi:10.7498/aps.60.060509

摘要

在Thomas-Fermi近似条件下,研究了n维广义幂律势阱中Fermi原子气体的最大囚禁范围,给出了n维势阱中气体的实际囚禁体积,导出了状态方程.结果表明,最大囚禁范围和囚禁气体压强不仅与势阱性质有关,也与自由理想Fermi系统的化学势有关.对三维球对称简谐势阱进行了应用,表明在Thomas-Fermi近似有效的前提下,当系统满足条件((kT)/(hω))2 ((16π2g)/

关键词:

In the Thomas-Fermi semi-classical approximation, the maximal trap range and the real trap volume of ideal Fermi gas in an n-dimensional potential trap are gaven, and the relevant equations of state are derived. These results indicate that the maximal trap range and the real pressure of trapped gas are related to the potential field and the chemical potential of the free and ideal Fermi system. When the Thomas-Fermi approximate is valid and the condition ((kT)/(hω))2 ((16π2g)/(9N))2/3<<1 is satisfied, the application of the equation of state to three-dimensional spherical symmetry harmonic trap yields the result that the change of pressure is not obvious when the temperature changes, but the change of pressure is closely related to mass of particle, number of particles and the frequency of harmonic potential.

Keywords:

作者及机构信息

袁都奇

1.
宝鸡文理学院物理与信息技术系,宝鸡 721016

基金项目: 陕西省教育厅科研计划(批准号:2010JK405)和宝鸡文理学院科研计划重点项目(批准号: ZK0914)资助的课题.

Authors and contacts

Yuan Du-Qi

1.
Department of Physics and Information Technology, Baoji University of Science and Arts, Baoji 721016, China

参考文献

[1]	DeMarco B, Jin D S 1999 Science 285 1703
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[12]	Kinnunen J, Rodriguez M, Torma P 2004 Science 305 1131
[13]	Regal C A, Ticknor C, Bohn J L, Jin D S 2003 Nature 424 47
[14]	Xiong H W, Liu S J, Zhang W P, Zhan M S 2005 Phys. Rev. Lett. 95 120401
[15]	Stoof H T C, Houbiers M, Sackett C A, Hulet R G 1996 Phys. Rev. Lett. 76 10
[16]	Yuan D Q 2006 Acta Phys. Sin. 55 3912 (in Chinese) (袁都奇 2006 55 3912)
[17]	Men F D, Liu H 2006 Chin. Phys. 15 2856
[18]	Men F D, Liu H, Zhu H Y 2008 Chin. Phys. B 17 3236
[19]	Qin F, Chen J S 2009 Chin. Phys. B 18 2654
[20]	Men F D, Liu H, Fan Z L, Zhu H Y 2009 Chin. Phys. B 18 2649
[21]	Fan Z L, Men F D, Dou R B 2010 Acta Phys. Sin. 59 3715 (in Chinese) [范召兰、门福殿、窦瑞波 2010 59 3715]
[22]	Su G Z, Ou C J, Wang A Q P, Chen J C 2009 Chin. Phys. B 18 5189
[23]	Huang Z F, Ou C J, Chen J C 2009 Chin. Phys. B 18 1380
[24]	Butts D A, Rokhsar D S 1997 Phys. Rev. A 55 4346
[25]	Chou T T, Yang C N, Yu I H 1997 Phys. Rev. A 55 4257
[26]	Yan Z J 2000 Phys. Rev. A 61 063607
[27]	Yan Z J, Chen L X, Chen J C, Chen C H 2001 J. Xiamen Univ. (Nat. Sci.) 40 220 (in Chinese)[严子浚、陈丽璇、陈金灿、陈传鸿 2001 厦门大学学报 (自然科学版) 40 220]
[28]	Yan Z J, Li M Z, Chen L X, Chen C H, Chen J C 1999 J. Phys. A 32 4069
[29]	Pathria R K 1972 Statistical Mechanics (Oxford, New York, Toronto, Sydney, Braunschweig: Pergamon Press) p220

施引文献

[1]	DeMarco B, Jin D S 1999 Science 285 1703
[2]	Jochim S, Barterstein M, Altmeyer A, Hendl G, Riedl S, Chin C,Hecker Denschlag J, Grimm R 2003 Science 302 2101
[3]	Greiner M, Regal C A, Jin D S 2003 Nature 426 537
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[7]	Ohashi Y, Griffin A 2003 Phys. Rev. A 67 063612
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[12]	Kinnunen J, Rodriguez M, Torma P 2004 Science 305 1131
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[14]	Xiong H W, Liu S J, Zhang W P, Zhan M S 2005 Phys. Rev. Lett. 95 120401
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[18]	Men F D, Liu H, Zhu H Y 2008 Chin. Phys. B 17 3236
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[21]	Fan Z L, Men F D, Dou R B 2010 Acta Phys. Sin. 59 3715 (in Chinese) [范召兰、门福殿、窦瑞波 2010 59 3715]
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[24]	Butts D A, Rokhsar D S 1997 Phys. Rev. A 55 4346
[25]	Chou T T, Yang C N, Yu I H 1997 Phys. Rev. A 55 4257
[26]	Yan Z J 2000 Phys. Rev. A 61 063607
[27]	Yan Z J, Chen L X, Chen J C, Chen C H 2001 J. Xiamen Univ. (Nat. Sci.) 40 220 (in Chinese)[严子浚、陈丽璇、陈金灿、陈传鸿 2001 厦门大学学报 (自然科学版) 40 220]
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