强作用费米物质色散关系及热力学低温展开

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随着Feshbach共振技术的发展,人们对超冷费米原子的研究掀起前所未有的高潮,尤其对幺正极限下强相互作用费米系统的热力学性质产生了极大的热情。在相互作用的量子多体问题中,最基本的内容就是激发模式的色散关系。由于自旋上下不对称费米系统的极化现象引起人们对相分离现象广泛关注,而朗道参数-有效质量m*在相分离理论中起着举足轻重的作用。 本文的第一部分讨论了强相互作用费米子中激发模式的色散关系。在有限温度场论下,首先用无规相近似方法计算出极化张量。在这一部分,我们详细分析了温度、粒子数密度及相互作用对有限温度强作用费米系统的极化张量的解析性质,然后定量地研究了极化张量给出的色散关系。细致的研究结果发现,强相互作用对费米物质的集体效应有定性的影响。 强相互作用的普适性除用通常的基态能量以外,还有另外的一个普适常数,即朗道费米液体的有效质量。第二部分内容,我们在以前文章的基础上对幺正费米气体的一些热力学量如能量密度、化学势和压强尝试作低温展开。对于超冷幺正费米系统,通过比较强相互作用下压强的展开式与自旋上下对称自由费米子系统的状态方程来定出普适常数B的值。再与朗道流体费米理论的对应项进行比较给出朗道参数-有效质量m*/m=10/9,这一结果与用量子蒙特卡洛方法模拟出的结果相近。
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