Two-dimensional Bose-Einstein condensate under pressure
避开Mermin-Wagner-Hohenberg不去定理，严格地重新审视了被限制在正方形盒子中的理想玻色气体，我们探讨了二维空间中的离散相变。通过分析和数值方法，我们验证了热力学不稳定性出现，如果粒子的数量是足够大的，但仍然很大：特别是$N\geq 35131$。这种不稳定性意味着气体的等压线在温度-体积平面上的不稳定性，具有过冷和过热现象。然后，玻色-爱因斯坦凝聚可以从绝对零度持续到过热温度。在定压条件下，不一定取大的$N$极限，凝聚在动量空间和位置空间都离散地发生。我们的结果适用于谐波陷阱。我们断言实验观察到的谐波囚禁原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚是一个一级相变，它涉及在陷阱中心的密度的离散变化。
2014-12-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Bose-Einstein condensation in two-dimensional traps
在二维势阱中，由于玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的理论研究会遇到发散问题，因此，发散项的实际贡献往往是用一些间接的方法来估计的，其精度可达首阶。本文用解析延拓方法求解发散问题，得到了二维各向异性盒和谐振阱中玻色气体的临界温度和凝聚分数的解析表达式。它们与以前的研究一致或更好。在此基础上，进一步考虑了非零化学势，得到了化学势的表达式和更精确的凝聚分数。这些结果与数值计算吻合得很好，特别是对于谐波陷阱的情况。巨正则系综与正则系综的比较表明，我们在巨正则系综中的计算是可靠的。
2019-05-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Upper bound for the grand canonical free energy of the Bose gas in the Gross-Pitaevskii limit for general interaction potentials
本文将 Gross-Pitaevskii 极限下玻色气体巨正则自由能上界的结果推广到含硬核的一般相互作用势，利用 Jastrow 因子建模微观关联并利用不同长度尺度导致的能量抵消完成证明。
2023-10-18 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Condensation vs Ordering: From the Spherical Models to BEC in the Canonical and Grand Canonical Ensemble
在本文中，我们重新审视长期存在的问题的宏观密度涨落的性质在巨正则处理的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。利用磁性的球形和平均球形模型与理想玻色气体的正则和巨正则处理之间的密切相似性，我们表明BEC代表两个系综中的不同现象：在正则系综中的铁磁性和涨落凝聚中常见的类型的有序转变，即在单个自由度中宏观涨落的增长，而没有有序，在Grand Canonical的例子中。我们进一步澄清，这是一种表现形式的非等价的合奏，由于存在的长程相关的巨正则之一。我们的研究结果揭示了新的光在光子气体中的BEC最近的实验实现，这表明，所观察到的BEC时，准备在巨正则条件下是一个实例的凝聚波动。
2019-09-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Particle fluctuations in systems with Bose-Einstein condensate
本文澄清了玻色-爱因斯坦凝聚系统中的粒子涨落问题，指出“巨正则灾难”源于对巨正则系综的不当使用，强调规范对称性破缺是正确描述凝聚相的必要条件，并证明理想玻色气体与相互作用粒子系统在规范对称性破缺后均无异常涨落。
2024-10-11 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein Condensation, Fluctuations and Spontaneous Symmetry Breaking
Università di Roma Sapienza（罗马大学）；Istituto dei Sistemi Complessi - CNR（复杂系统研究所-意大利国家研究委员会）；Università della Campania “Luigi Vanvitelli”（坎帕尼亚路易吉·范维泰利大学）；Università di Salerno（萨莱诺大学）
本文研究了大体系条件下玻色-爱因斯坦凝聚的涨落与自发对称破缺，提出了一种新的理论框架以解释宏观涨落和相位相干性的同时存在。
2026-03-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Casimir effect in a dilute Bose gas in canonical ensemble within improved Hartree-Fock approximation
在改进的Hartree-Fock近似下，采用Cornwall-Jackiw-Tomboulis有效作用量方法，研究了零温正则系综中两壁间稀薄玻色气体的Casimir效应.我们的研究结果表明：（i）正则系综中的Casimir能量和Casimir力与巨正则系综中的Casimir能量和Casimir力有显著的不同;（ii）当两个平面壁之间的距离增加时，Casimir能量和Casimir力在正则系综中按照半整数幂律衰减，而不是在巨正则系综中按照整数幂律衰减.
2020-03-12 cond-mat.quant-gas
Canonical vs. Grand Canonical Ensemble for Bosonic Gases under Harmonic Confinement
本文研究二维谐振子势阱中无相互作用玻色气体在正则与巨正则系综下的关系，揭示凝聚相中系综不等价性导致的密度涨落巨正则灾难的数学起源，并给出内能和比热的解析表达式，证明这些量在热力学极限下系综等价。
2024-04-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
How many is different? Answer from ideal Bose gas
形成水需要多少个$\mathrm{H_{2}O}$分子？虽然确切的答案是未知的，但很明显，答案应该是一个有限的数字，而不是无穷大。我们仔细地重新讨论了在大多数统计物理教科书中讨论过的被限制在立方盒子中的理想玻色气体。我们表明，在温度-体积平面上具有“沸腾状”离散相变，提供的粒子数是等于或大于一个特定的值：7616的理想气体的等压线。这第一次证明了一个有限的系统如何能够以数学奇点为特征，并实现“涌现”的概念，而不诉诸热力学极限。
2013-10-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
The grand canonical catastrophe as an instance of condensation of fluctuations
理想玻色气体中密度涨落的所谓巨正则灾难，是涨落凝聚这一更普遍现象的一个特例，这种现象发生在一个大系统中，无论处于平衡状态还是处于平衡状态，当一个单一的自由度对一个广泛量的涨落有宏观贡献时。通过强调实验条件和统计合奏之间的联系，揭示了“灾难”的病理特征，正如最近在巨正则条件下实现光子凝聚所证明的那样。
2015-07-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Correlations of Ideal Bose and Fermi Gases in the Canonical Ensemble
本文导出了正则系综中理想玻色和费米气体约化密度矩阵的表达式，它对应于正则系综中的Bloch-De Dominant（或Wick）定理.利用这个表达式，我们研究了均匀理想气体与$N$粒子的一体和二体关联。由于泡利不相容原理，费米子的对分布函数$g^{(2)}(r)$在所有温度下都清楚地显示出与$g^{(2)}(0)=0$的反聚束，而正常玻色子的对分布函数则显示出与$g^{(2)}(0)\approx 2$的聚束，对应于Hanbury Brown-Twiss效应。对于玻色-爱因斯坦凝聚温度$T_0$以下的玻色子，一个非对角的长程有序的发展在一个粒子的密度矩阵达到$g^{(1)}(r)=1$在$T=0$，和对相关开始减少对$g^{(2)}(r)\approx 1$在$T=0$。$N\rightarrow \infty$的结果被认为是收敛到那些巨正则系综通过假设平均$\langle\hatψ({\bf r})\rangle$的场算符$\hatψ({\bf r})$低于$T_0$。这一事实证明，在巨正则系综中引入低于$T_0$的“反常”平均值$\langle\hatψ({\bf r})\rangle\neq 0$，作为消除非物理粒子数波动的数学手段，以重现热力学极限下的正则结果。
2016-10-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Bose-like few-fermion systems
在正则系综中而不是在巨正则系综中处理少费米子系统表明，具有奇数费米子的少费米子系统的行为不同于具有偶数费米子的少费米子系统。偶数费米子系统的行为类似玻色系统，而不是费米系统。
2019-10-22 cond-mat.quant-gas
Developing Bogoliubov theory of weakly interacting Bose gas in uncompacted three-dimension space, quantum fluctuation energy of one component dilute gas of Bose-Einstein condensate (BEC) confined to two parallel plates investigated at zero-temperature in grand canonical ensemble (GCE) with Neumann boundary condition (BC). The Casimir force considered in comparison to the one with Robin BC, Dirichlet BC and periodic BC.
2021-04-28 cond-mat.quant-gas
Interaction quenches in the 1D Bose gas
可积系统的非平衡动力学是特殊的：有大量的证据表明，量子猝灭后，他们不热化，但他们的渐近稳定状态可以描述的广义吉布斯熵（GGE）。迄今为止，大多数关于广义一般均衡的研究都集中在可以映射到二次系统的模型上，而非二次系统的分析处理仍然是难以捉摸的。我们得到的结果相互作用淬火在一个非二次连续系统，一维玻色气体描述的可积Lieb-Liniger模型。我们计算本地的非相互作用的初始状态和任意的最终相互作用，以及两点功能的猝灭的Tonks-Girardeau制度。我们表明，在长时间限制的可积性导致显着偏离的巨正则系综的预测。
2013-05-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Thermodynamics and structural transition of binary atomic Bose-Fermi mixtures in box or harmonic potentials: A path-integral study
各种原子二元玻色-费米混合物的实验实现为研究具有不同自旋统计的复合量子系统带来了机会。随着玻色子-费米子相互作用的增加，二元原子混合物可以表现出从混合到相分离的结构转变。通过使用路径积分形式计算巨配分函数和热力学巨势，得到了二元玻色-费米混合物的有效势。还导出了在广泛的温度和相互作用范围内的热力学量。结构转变可以用有效势曲线的一个环来表示，相分离的体积分数可以用杠杆法则来确定。对于$^6$ Li- $^7$ Li和$^6$ Li- $^{41}$ K混合物，我们给出了零温和有限温时箱势下混合物的相图。由于原子气体的灵活密度，相分离的构造与单个密度固定的常规液体或固体混合物相比更加复杂。对于谐波捕获的混合物，我们使用的局部密度近似映射出有限温度的密度分布，并提出了典型的陷阱结构，包括混合物，部分分离相，完全分离相。
2018-02-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Casimir force induced by imperfect Bose gas
我们提出了一个不完善的（平均场）玻色气体之间的两个无限平行的平面壁的Casimir效应的研究。卡西米尔力的推导是通过使用最速下降法计算周期性、狄利克雷和诺依曼边界条件下的过剩巨正则自由能量密度得出的。在单相区域中，当壁之间的距离$D$趋于无穷大时，力以指数方式快速衰减。当接近玻色-爱因斯坦凝聚点时，指数律中的衰变长度随临界指数$ν_{IMP}=1$发散，这与理想气体情况下的$ν_{P}=1/2$不同。在两相区，卡西米尔力是长程的，并遵循幂律$D^{-3}$衰减，其幅度与理想气体相同。
2011-11-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Dynamics and correlations of a Bose-Einstein condensate of photons
本文报道了在高精细度染料填充微腔中玻色-爱因斯坦凝聚光子气体的动力学以及数量和相位相关性研究的最新实验进展。这里，光子在染料分子上的重复吸收-发射-过程建立了光子量子气体与热浴和由染料分子组成的颗粒储存器的热耦合。这样，在巨正则统计系综条件下的玻色-爱因斯坦凝聚第一次在实验上变得可行。
2018-07-23 cond-mat.quant-gas
Exploring the grand-canonical phase diagram of interacting bosons in optical lattices by trap squeezing
本文从理论上讨论了基于光晶格中囚禁冷玻色子的量子模拟器如何通过独立于所有其他实验参数（陷阱压缩）控制囚禁势来探索均匀晶格玻色子模型的巨正则相图。基于量子MonteCarlo方法，建立了描述光晶格中冷玻色子的抛物阱中玻色-哈伯德模型的整体化学势与哈密顿参量之间的一般标度关系;我们发现，在足够高的密度和/或足够弱的相互作用的情况下，以及在更大的参数范围内由平均场GutzwillerAncillor确定。上述标度关系允许实验控制的化学势，独立于所有其他的哈密顿参数，通过陷阱压缩;考虑到全局化学势与局部化学势在陷阱中心重合，作为化学势的函数的中心密度的测量提供了访问的信息的玻色-哈伯德模型的体积压缩性。与相干性的飞行时间测量补充，压缩性的测量使人们能够辨别各种可能的相位之间实现的玻色子在光晶格与或没有外部（周期性或随机）的潜力-例如超流体，莫特绝缘体，带绝缘体，玻色玻璃。我们从理论上证明了一维光晶格和一维无公度超晶格中玻色子的陷阱压缩效应。
2010-03-31 cond-mat.quant-gas
Coherent Bose-Einstein condensation with fluctuating density
Università di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Università di Roma Sapienza（罗马第一大学）；Istituto dei Sistemi Complessi - CNR（复杂系统研究所-国家研究委员会）；Università della Campania “Luigi Vanvitelli”（坎帕尼亚路易吉·凡维泰利大学）；Università di Salerno（萨莱诺大学）
研究具有波动密度的相干玻色 - 爱因斯坦凝聚，通过相位 - 密度分解表述，在理想气体假设下确定关联函数层级，给出反常平均值模平方与凝聚密度关系，为光子凝聚提供图像并提出检验理论预测的方法。
2026-10-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
The forces on a single interacting Bose-Einstein condensate
Institute for Research and Development, Duy Tan University（大韩大学研发研究所）；Department of Physics, Hanoi Pedagogical University 2（河内第二师范大学生物物理系）
研究单个玻色-爱因斯坦凝聚体在双抛物面近似下的力行为，发现格鲁本 canonical 集合中 Robin 边界条件更优，而在 canonical 集合中存在相变，同时考虑了表面张力力和卡西米尔力。
2017-10-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of ideal Bose gas under generic power law potential in $d$-dimension
在$d$维空间中，从宏观热力学势出发，系统地研究了囚禁在外部普适幂律势中的理想玻色气体的热力学性质.本文给出了玻色-爱因斯坦凝聚体的最一般条件和在一般幂律势存在下，在临界温度热容的不连续条件。讨论了这些物理量与外电势、粒子特性和空间维数的关系。本文所得到的较一般的结果，通过适当地选择幂律指数，使理想玻色系统的玻色-爱因斯坦凝聚简化为文献中的表达式和结论，从而给出了理想玻色系统的玻色-爱因斯坦凝聚的统一解释。
2015-02-25 cond-mat.quant-gas
Bose Gases at Positive Temperature and Non-Linear Gibbs Measures
本文综述了大玻色子系统正温度平衡态的最新研究结果。重点将放在玻色巨正则热态和（半）经典吉布斯措施的单体量子态使用相应的平均场能量泛函之间的联系。与“可区分”粒子（玻尔兹曼）的情况下，提供了一个说明性的比较。
2016-02-16 cond-mat.quant-gas math-ph math.AP
Statistical physics of Bose-Einstein condensed light in a dye microcavity
从理论上分析了染料填充光学微腔中近轴光在热平衡时的温度行为。在低温下，光子气体经历玻色-爱因斯坦凝聚（BEC），并且腔基态中的光子数相对于总光子数变得宏观。由于光子气体和染料分子水库之间的巨正则激发交换，一个制度与异常大的波动的凝聚数预测该系统是没有观察到在目前的原子物理学BEC实验。
2012-05-15 cond-mat.quant-gas
Non-Universal Equation of State of the Two-Dimensional Bose Gas
对于稀的二维玻色气体的普遍状态方程有对数依赖的s-波散射长度。在这里，我们得到非普遍的修正，考虑到有限范围内的原子间势的状态方程。我们的超越平均场的分析结果得到的有限温度形式的泛函积分内的发散零点量子涨落进行尺寸正则化。特别地，我们发现在巨正则系综中，压强对有限程参数有非多项式的依赖关系，并且是化学势和温度的高度非平凡函数。
2017-03-10 cond-mat.quant-gas
Information geometry is an emergent branch of probability theory that consists of assigning a Riemannian differential geometry structure to the space of probability distributions. We present an information geometric investigation of gases following the Fermi-Dirac and the Bose-Einstein quantum statistics. For each quantum gas, we study the information geometry of the curved statistical manifolds associated with the grand canonical ensemble. The Fisher-Rao information metric and the scalar curvature are computed for both fermionic and bosonic models of non-interacting particles. In particular, …
2021-03-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum stochastic description of collisions in a canonical Bose gas
我们推导出一个随机过程，描述了一个一维玻色气体的动力学在一个政权，三体碰撞是重要的。在这种情况下，系统变得不可积，提供了可能性，以调查耗散现象更简单的高维气体相比。与描述平均动量分布的量子玻尔兹曼方程不同，随机方法允许描述正则系综中的高阶关联函数。正如将要显示的那样，这个系综与巨正则系综有很大的不同。我们说明了使用这种方法，通过确定的时间演化的动量模式的粒子数分布和静态结构因子在蒸发冷却过程中。
2011-12-15 cond-mat.quant-gas
Two-body anticorrelation in a harmonically trapped ideal Bose gas
我们预测存在一个下降低于统一的二阶相干函数的部分凝聚的理想玻色气体在谐波约束，信号的密度波动在样品中的关系。在正则系综计算中揭示了二阶相干函数的下降，对应于具有固定粒子总数的系统。在巨正则系综描述中，这种下降被理想玻色气体的占据数涨落灾难所掩盖。在高度各向异性的陷阱的几何形状包含小颗粒数最明显的是，ESTA关系。我们解释了这种现象的基本物理机制，以及它与相互作用玻色气体实验的相关性。
2012-08-10 cond-mat.quant-gas
Continuum of classical-field ensembles from canonical to grand canonical and the onset of their equivalence
正则系综和巨正则系综是超冷玻色气体的两种常见边缘情况，但实验运行的真实集合通常具有中间性质。在这里，我们研究了中间的情况下连续，并期待在外观的合奏等效的相互作用上升介观一维系统。我们演示了如何在足够的相互作用强度的冷凝物和激发原子的分布变得几乎相同，无论所使用的合奏。重要的是，我们发现，功能是脆弱的理想气体，只出现在一个严格的正则系综可以成为强大的所有系综时，相互作用变得很强。作为证据，激发态原子数分布的陡峭悬崖被保留了下来。为了进行这项研究，一个简单的方法产生的正则和中间经典场系综使用修改后的随机Gross-Pitaevskii方程（SGPE）。
2017-10-10 cond-mat.quant-gas
Metropolis-Hastings thermal state sampling for numerical simulations of Bose-Einstein condensates
我们证明了Metropolis-Hastings算法在经典场近似下对一维玻色-爱因斯坦准凝聚体的经典热态采样的应用，包括非囚禁和谐波囚禁两种情况。所提出的算法可以很容易地推广到更高的维度和任意陷阱的几何形状。对于截断的维格纳模拟，量子噪声可以用常规方法添加（每个模式中的半个量子能量）。与通常的解析方法和随机方法相比，本文方法的优点在于不仅可以从正则分布和巨正则分布中取样，而且可以从广义Gibbs系综中取样，这有助于阐明可积系统的热力学性质.
2013-09-12 cond-mat.quant-gas
Thermodynamics of a spin-1 Bose gas with fixed magnetization
本文研究了自旋为1的玻色气体的热力学性质。我们的计算是基于对理想气体的巨正则描述和对具有铁磁和反铁磁相互作用的原子的经典场近似。我们确认发生的双相变的系统中，由于两个全球性的限制。我们分析表明，理想气体的临界温度和凝聚分数是如何改变由一个非零的磁场。在第二临界温度以下，这种相互作用强烈地影响冷凝物的情况。在强磁场中，相互作用能的作用减弱，铁磁和反铁磁原子的凝聚与理想气体的结果一致。
2015-05-15 cond-mat.quant-gas
We study the thermodynamic properties of binary Bose mixtures, by developing a beyond mean-field Popov theory which properly includes the effects of quantum and thermal fluctuations in both the density and spin channels. Results for key thermodynamic quantities, such as the isothermal compressibility and the magnetic susceptibility, are derived from a perturbative calculation of the grand-canonical potential. We find that thermal fluctuations can play a crucial role on the miscibility condition of a binary mixture, favoring phase separation at finite temperature even if the mixture is soluble …
2020-12-06 cond-mat.quant-gas
Anomalous thermodynamics of lattice Bose gases in optical cavities
研究了莫特-绝缘体极限下光学腔中晶格玻色气体的热力学性质。我们发现该体系呈现出反常的热力学行为，这可以追溯到其无限长程相互作用对基本可加性的破坏。具体地说，该系统的正则系综和巨正则系综之间表现出惊人的系综不等价性，鲜明地表现在正则系综热力学相图的独特的反常结构。特别是，在温度制度的一半左右的现场能量，该系统表现出负的可压缩性和异常的重入相变，其中有序的电荷密度波相复苏时，从无序的均匀相的温度增加。在当前的实验中，可以实现对反常行为的直接实验观察，并很好地控制总粒子数的波动。
2020-03-18 cond-mat.quant-gas
Signatures of a universal jump in the superfluid density in two-dimensional Bose gas with finite number of particles
在经典场近似下，研究了有限个原子的二维弱相互作用均匀玻色气体。通过使用一个大正则系综形式主义，我们表明，这样的系统表现出，除了Berezinskiii-Kosterlitz无（BKT）和热相，中间区域。这一区域的特点是在低动量的电流-电流相关性的衰减和一阶相关性的代数衰减，其指数大于BKT理论预测的临界值。当原子数增加时，在将BKT相从中间区域分离的温度下，超流部分的密度接近Nelson和Kosterlitz在二维超流中发现的密度。
2019-03-26 cond-mat.quant-gas
A comparison between microscopic methods for finite temperature Bose gases
我们分析了有限温度下弱相互作用的准一维玻色气体的平衡性质，并比较了不同的理论方法。我们特别关注两个随机理论：一个数量守恒的Bogoliubov（ncB）方法和随机Gross-Pitaevskii方程（sGPe），已被广泛用于数值模拟。平衡性质，如密度分布，关联函数，和冷凝物的统计相比，预测的基础上，一些替代理论。我们发现，由于热相位波动，以及相应的冷凝物耗尽，ncB方法在相对较低的温度下失去其有效性。这可以归因于Bogoliubov光谱的变化，因为冷凝物变得热耗尽，以及超出微扰理论的大波动。虽然这两个随机理论是建立在不同的热力学系综（ncB：正则，sGPe：巨正则），他们产生正确的凝聚统计在一个大的BEC（足够强的粒子相互作用）。对于较小的系统，sGPe的结果容易出现非常大的数值波动，这是众所周知的巨正则理想玻色气体。基于上述理论的比较，修改后的波波夫方法，我们提出了一个简单的程序，近似提取的Penrose-Onsager凝聚从一阶和二阶关联函数，这是计算方便。这也澄清了在低维系统的波波夫理论中凝聚和准凝聚之间的联系。
2010-12-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fluctuation dynamics of an open photon Bose-Einstein condensate
玻色子气体耦合到一个粒子水库已被证明支持的运作制度，其中玻色-爱因斯坦凝聚共存的粒子数异常大的波动。在实验上，这种情况已经实现了二维光子气体中的染料填充的光学微腔。在这里，我们从理论和实验上研究了光子巨正则玻色-爱因斯坦凝聚体的开放系统动力学。我们确定了一个政权的时间振荡的二阶相干函数$g^{(2)}(τ)$，即使能谱密切匹配的预测平衡玻色-爱因斯坦分布和系统的操作深弱光物质耦合的政权。所观察到的时间振荡归因于系统的非线性，弱驱动耗散性质，导致时间反演对称性破缺。
2019-10-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Weakly interacting Bose gases in the canonical ensemble
Instituto de Física, Universidade de São Paulo（圣保罗大学物理研究所）；RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道工业大学）
基于无相互作用玻色气体的正则描述，研究弱两体相互作用对热力学和统计性质的微扰修正，得到正则配分函数的递归公式，并应用于盒陷阱中接触相互作用的稀薄玻色气体。
2026-06-11 cond-mat.quant-gas
Quantum Monte Carlo study of a two dimensional dipolar Bose gas in a harmonic trap
本文用量子蒙特卡罗方法研究了简谐势阱中具有偶极矩的二维玻色粒子系统的基态性质。偶极子的方向被假定为由外部场固定。我们研究了当系统的偶极矩方向改变时系统的行为。我们的分析是使用路径积分蒙特卡罗模拟在大正则系综，使用蠕虫算法。我们研究系统的大小不断增加，专注于空间分布的陷阱内的原子和超流部分的样品。我们发现，垂直偶极子形成晶体，其特征在于由壳结构，而倾斜的偶极子诱导条纹结构的效果。我们发现类似的行为可以在模拟经典系统中找到。垂直偶极子显示非经典惯性，而强烈的倾斜减少超流性。
2014-04-07 cond-mat.quant-gas
Kohn-Sham approximation scheme for an interacting Bose-condensed gas
本文基于有效作用量方法发展了相互作用玻色子的巨正则密度泛函理论，通过展开热有效作用量提出了一种系统的 Kohn-Sham 近似方案，将多体相互作用问题转化为虚构外势下的单粒子自洽求解问题。
2023-01-28 cond-mat.quant-gas
The equation of state of ultracold Bose and Fermi gases: a few examples
我们描述了一个强大的方法来确定状态方程的超冷气体从原位图像。该方法提供了一个测量的局部压力的谐波捕获气体，我们给出了几个应用玻色和费米气体。我们得到了自旋平衡的具有共振相互作用的费米气体的巨正则状态方程随温度的变化。我们比较了我们的状态方程与东京小组测量的状态方程，揭示了高温制度的显着差异。正常相，在低温下，很好地描述了朗道费米液体模型，我们观察到一个明确的热力学签名的超流转变。在第二部分中，我们将同样的过程应用于玻色气体。从一个单一的图像的准理想玻色气体，我们确定的状态方程从经典的凝聚制度。最后，该方法被应用到三维光晶格中的玻色气体在莫特绝缘体制度。我们的状态方程直接揭示了莫特绝缘体的行为，并适合于调查有限温度效应。
2010-06-21 cond-mat.quant-gas
Fermionisation dynamics of a strongly interacting 1D Bose gas after an interaction quench
我们研究了一维玻色气体的相互作用强度从零到一个有限值的突然变化后，使用数值时间演化块抽取（TEBD）算法的动力学。结果表明，尽管系统的可积性，局部量，如两粒子相关$g^{(2)}(x,x)$达到稳态值在短的特征时间内成反比的Tonks参数$γ$和密度的平方。渐近值非常接近于具有对应于初始能量和密度的局部温度的有限温度巨正则系综。另一方面，非局部密度-密度相关在由振荡相关波的有限传播速度确定的大得多的时间尺度上接近稳定状态。
2010-09-01 cond-mat.quant-gas physics.comp-ph quant-ph
We consider a system of $N$ bosons in a unitary box in the grand-canonical setting interacting through a potential with scattering length scaling as $N^{-1+κ},$ $κ\in (0,2/3).$ This regimes interpolate between the Gross-Pitaevskii regime ($κ=0$) and the thermodynamic limit ($κ=2/3$). In Forum Math. Sigma 9 (2021), e74, as an intermediate step to prove an upper bound in agreement with the Lee-Huang-Yang formula in the thermodynamic limit, it is obtained a second order upper bound on the ground state energy for $κ<5/9.$ In this paper, thanks to a more careful analysis of the error terms, we exte…
2022-03-03 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Finite size effect on the specific heat of a Bose gas in multifilament cables
分析了半无限长多丝缆中理想玻色气体的比热。我们从玻色气体开始，它位于一个半无限长的管壁和有限的矩形截面中。内部细丝结构是通过沿管截面向气体施加两个相互垂直的Kronig-Penney δ势而产生的，而颗粒垂直于截面自由移动。得到了粒子可及的能谱，并将其引入巨势中，计算了不同周期结构参数（如：截面面积、壁不透性和细丝数）下系统的比热随温度的变化。比热随温度的变化至少有两个最大值和一个最小值。与无限情况的主要区别在于，与BE冷凝相关联的峰变为平滑的最大值，或者换句话说，比热导数中没有跳跃，其温度不再代表临界点。
2015-10-02 cond-mat.quant-gas
Bose Condensation of Photons Thermalized via Laser Cooling of Atoms
玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）是在低温下实现的物质的量子相。光子是玻色子中最重要的种类之一，由于缺乏粒子数守恒，通常不会凝聚。我们最近描述了一个光子热化机制，它产生了一个巨正则系综的光与有效的光子数守恒之间的子系统和粒子库。这种机制发生在原子的多普勒激光冷却期间，其中原子用作温度库，而冷却激光光子用作粒子库。在这里，我们解决这个问题的可能性BEC的光子在这个激光冷却光子热化的情况下，理论上证明了玻色凝聚的光子可以实现通过冷却的两个级别的原子（实现与碱土金属原子）内的法布里-珀罗腔的合奏。
2018-09-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
We derive and analyze the coupled equations of quadratic approximation of the Bogoliubov model for a weakly interacting Bose gas. The first equation determines the condensate density as a variational parameter and ensures the minimum of the grand thermodynamic potential. The second one provides a relation between the total number of particles and chemical potential. Their consistent theoretical analysis is performed for a number of model interaction potentials including contact (local) and nonlocal interactions, where the latter provide nontrivial dependencies in momentum space. We demonstrate…
2018-09-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum thermodynamics near the border of a one-dimensional Bose gas
University of Potsdam（波茨坦大学）
该研究求解准一维超冷玻色气体基本激发的Bogoliubov方程，探究其边界附近的粒子与能量含量，发现边界密度分布无Friedel振荡、有偶极特征，在巨正则系综和热力学极限下完成计算。
2026-08-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
On the fluctuations of the number of atoms in the condensate
本文回顾了过去30年玻色-爱因斯坦凝聚体统计涨落的研究进展，聚焦理想玻色气体中Gibbs统计系综的不等价性及多种求解方法，并探讨了弱相互作用气体、光子凝聚体涨落及未来方向。
2025-02-15 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein condensation in a rigidly rotating relativistic boson gas
本研究探究刚性旋转对自由玻色气体玻色-爱因斯坦凝聚相关热力学量的影响，推导了慢旋转下不同极限的热力学量解析表达式，发现旋转会降低临界指数、改变相变性质，且旋转非相对论玻色气体行为类似极端相对论非旋转玻色气体。
2025-01-28 cond-mat.quant-gas hep-ph hep-th
Condensation and quasicondensation in an elongated three-dimensional Bose gas
本文用巨正则经典场方法研究了细长三维简谐势阱中玻色气体的平衡关联。我们特别关注的气体从正常相，通过一个相位波动准冷凝制度的所谓的真冷凝制度，随着温度的降低逐步转变。选择现实的实验参数，我们量化的原子场的密度波动和相位相干性作为系统温度的函数。我们通过分析适用于非均匀系统的广义Binder累积量和有效多体T矩阵的抑制来确定玻色凝聚的发生，该矩阵表征了有限温度场中凝聚原子之间的相互作用。我们发现，该系统经历了一个二阶过渡到冷凝附近的临界温度的理想玻色气体在强各向异性的三维几何形状，但仍然在一个强烈的相位波动准冷凝制度，直到显着较低的温度。我们的特点交叉从一个quasicondensate到一个真正的凝聚体的非本地的一阶相干函数的字段的形式的一个定性的变化，并比较我们的结果与以前的作品采用密度相位Bogoliubov-德Gennes分析。
2013-07-15 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein condensation of light: General theory
本文提出了光在染料填充光学微腔中的玻色-爱因斯坦凝聚理论。该理论是基于分级最大熵原理，并允许一个调查的波动行为的光子气体在微腔中的所有数量的光子，染料分子，和激发在所有温度下，包括整个临界区域。推导了描述微腔中光子与染料分子相互作用的主方程，证明了层次最大熵原理与主方程方法的等价性。被认为是一个固定的平均总光子数和一个固定的总激发数的情况下，和一个更尖锐的，非抛物线的宏观玻色-爱因斯坦凝聚的光在后一种情况下的发病证明。该理论不使用巨正则近似，考虑了光子的偏振简并，精确地描述了光的微观、介观和宏观玻色-爱因斯坦凝聚。在一定条件下，它预言了光子凝聚和偏振光子凝聚的亚泊松统计，并且这些凝聚的二阶相干度之间存在普适关系.在宏观情况下，二阶相干度出现一个急剧的跳跃，偏振凝聚体和整体凝聚体中光子数的涨落的约化标准差出现一个急剧的跳跃和扭结，整体凝聚体的Mandel参数在临界区出现一个尖锐的峰值，即尖点。预测了光子玻色-爱因斯坦凝聚体在微腔中产生非经典光的可能性。
2013-08-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.optics
Bose - Einstein condensation of triplons with a weakly broken U(1) symmetry
某些量子磁体的低温性质可以用磁准粒子（三重子）的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）来描述。一些基于标准巨正则系综的平均场方法（MFA）没有考虑反常密度，导致内部不一致，正如霍恩伯格和马丁所证明的那样，因此可能产生非物理结果。此外，如在TlCuCl 3中观察到的U（1）对称性的明确破缺使得MFA的应用更加复杂。在目前的工作中，我们开发了一个自洽的MFA方法，类似于Hartree-Fock-Bogolyubov近似的代表性统计系综的概念，包括弱破缺的U（1）对称性的影响。我们将我们的结果应用于量子磁体TlCuCl 3的实验数据，并表明磁化曲线和能量色散可以很好地描述在这个近似假设的BEC方案仍然有效。我们预测，即使当各向异性参数γ很小时，由于有限交换各向异性，临界温度Tc的移动是相当大的，例如，H = 6 T时，ΔT_c \approx为Tc的10%，γ \approx为4 μeV。
2017-11-10 cond-mat.quant-gas
Variational Monte Carlo study of soliton excitations in hard-sphere Bose gases
用全多体方法计算了零温下三维硬球玻色气体中孤子态的激发能、有效质量和密度分布。用来描述孤子的多体波函数包含一个从Gross-Pitaevskii方程的解导出的单体项和一个解释原子之间排斥相关的两体Jastrow项。通过变分蒙特卡罗方法优化多体波函数中的参数，计算了孤子在运动参考系中的巨正则能量和正则动量.随着气体密度的增加，发现暗孤子和灰孤子的激发能和密度分布与平均场预测有很大的偏差。特别地，在密度降低区域中的孤立子有效质量$m^\ast$和缺失粒子的质量$mΔN$小于Gross-Pitaevskii方程的结果，然而，它们的比率被该理论很好地再现到气体参数的大值。我们还计算了孤子缺口附近的凝聚密度分布，发现与局域密度近似的预测吻合得很好。
2015-10-12 cond-mat.quant-gas
This article presents a study of the grand canonical Bose-Einstein (BE) statistics for a finite number of particles in an arbitrary quantum system. The thermodynamical quantities that identify BE condensation -- namely, the fraction of particles in the ground state and the specific heat -- are calculated here exactly in terms of temperature and fugacity. These calculations are complemented by a numerical calculation of fugacity in terms of the number of particles, without taking the thermodynamic limit. The main advantage of this approach is that it does not rely on approximations made in the …
2021-10-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Experimental signatures of bosonic pairing in a two-component Bose gas
Bilkent University（比尔肯特大学）；Koç University（科奇大学）
研究在固定粒子密度下，用算符形式重新表述玻色子配对理论并与博戈留波夫理论比较。发现前者基态能量更低且关联特征不同，表明相关测量可直接检验气体到液滴转变中的玻色子配对。
2026-07-07 cond-mat.quant-gas
Random field approximation and local counting statistics for the weakly interacting thermal Bose gas
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；University of Warsaw（华沙大学）
本文研究弱相互作用热玻色气体，证明其吉布斯态可由新型博戈留波夫随机场近似，并据此计算粒子数分布等统计量，确立微观尺度粒子数统计的普适性。
2026-09-14 cond-mat.quant-gas math-ph math.AP
