От сверхпроводимости к сверхтекучести: что раскрывает происхождение и эволюция модели Бозе-Хаббла?

<р> Модель Бозе-Хаббарда дает описание взаимодействия бесспиновых бозонов в кристаллической решетке. Популярность этой теории в физическом сообществе обусловлена ​​не только ее способностью упрощать математическое представление явления сверхпроводимости, но и тем, что она обеспечивает. ключевой взгляд на понимание фазовых переходов между сверхтекучими жидкостями и изоляторами. Эта модель была впервые предложена Гершем и Ноллманом в 1963 году на фоне исследований гранулированных сверхпроводников. Благодаря постоянному развитию модель Бозе-Хаббла получила более широкое признание в 1980-х годах.

<р>

Модель Бозе-Хаббла отражает суть перехода сверхжидкость-изолятор, демонстрируя его важность для описания современных физических систем.

<р> Эта модель не только может описывать бозе-атомы в оптической решетке, но также может быть применена к некоторым магнитным изоляторам. Более того, смеси Бозе-Ферми также можно моделировать с помощью расширенной формы, называемой гамильтонианом Бозе-Ферми-Хаббла. Это делает диапазон его применения чрезвычайно широким, охватывая диапазон физических явлений от поведения элементарных частиц до квантовых фазовых переходов.

Очарование гамильтониана

<р> Физическую сущность модели Бозе–Хаббла описывает ее гамильтониан:

<р> H = -t ∑⟨i,j  (bi bj + b< sup >†j bi) + U/2 ∑i ni (n< sub >i - 1) - μ ∑i ni

<р> Среди них t представляет собой амплитуду прыжка частицы, U — взаимодействие частицы в точке решетки, μ — химический потенциал , задайте количество частиц в системе. Конкретная форма модели связана с тем, является ли взаимодействие отталкивающим или притягивающим. Изменения этих параметров позволяют увидеть изменения на разных физических стадиях.

Анализ фазовой диаграммы

<р> При нулевой температуре модель Бозе-Хаббла демонстрирует две основные фазы: изолирующую фазу Мотта при малых отношениях t/U и изолирующую фазу Мотта при больших t/U Сверхтекучесть. фаза при соотношении. Первая характеризуется целочисленной плотностью бозонов с энергетической щелью для предотвращения частично-дырочных возбуждений, тогда как сверхтекучая фаза демонстрирует дальнодействующую когерентность и спонтанное нарушение симметрии U(1). Эти теоретические предсказания были подтверждены экспериментально в ультрахолодных атомарных газах.

<р>

Фазовая диаграмма этой модели показывает сложность состояния вещества при изменении параметров и раскрывает разнообразие движений частиц в низкотемпературных средах.

Применение теории среднего поля

<р> Очищенную модель Бозе-Хаббла можно описать с помощью гамильтониана среднего поля, который формируется путем объединения среднего значения вокруг возмущения поля частицы с его небольшими вариациями. Описание среднего поля позволяет исследователям упростить задачу и извлечь сложные квантовые эффекты для облегчения дальнейшего анализа различных физических стадий.

<р> В рамках среднего поля поведение физической системы концентрируется на параметре эффективности, который не только помогает упростить расчеты, но и четко определяет условия возникновения сверхтекучести тогда и только тогда, когда значение среднего поля не равен нулю.

<р> От сверхпроводимости к сверхтекучести модель Бозе-Хаббла постепенно стала ключевым компонентом физики конденсированного состояния, помогая исследователям понять взаимодействия и фазовые переходы в квантовых системах многих тел. Это не только позволяет физикам добиться прогресса в понимании поведения элементарных частиц, но и способствует развитию новых областей, таких как квантовые вычисления.

<р> Эти результаты заставляют задуматься о том, как мы понимаем и используем квантовые системы. Как модель Бозе-Хаббла и ее расширенная версия будут способствовать дальнейшим прорывам в физике в будущем?

Trending Knowledge

Тайна модели Бозе-Хаббла: как она раскрывает тайны между сверхтекучестью и изоляторами?
<р> Модель Бозе-Хаббера — физическая модель бесспиновых бозонов, взаимодействующих на сетке, впервые предложенная Гершем и Кнолльманом в 1963 году. Первоначально модель использовалась для опис
Очарование квантовой физики: как бозоны танцуют в решетке и бросают вызов вашему пониманию?
<р> Квантовая физика всегда была важной областью исследований в научном сообществе, а модель Бозе-Хаббера предоставляет краткий и глубокий способ понять, как спин-независимые бозоны взаимо
Что такое гамильтониан Бозе-Хаббла? Почему он отражает суть квантового мира?
В исследовании сложного мира квантовой физики модель Бозе-Хаббла, несомненно, является ярким пятном. Эта модель описывает взаимодействие бесспиновых бозонов в решетке, уделяя особое внимание переходу
nan
Должен зелень, научное название <code> Brassica juncea </code>, высоко оценены во многих регионах за их уникальный вкус и питательную ценность. Тем не менее, недавние исследования показали, что между

Responses