简谐势阱中旋转费米气体的热力学性质

Abstract

利用局域密度近似建立了简谐势阱中存在相互作用的旋转费米气体的粒子数密度、化学势、内能、热容量和粒子流密度的解析表达式,讨论了粒子间相互作用的影响。结果表明: 势阱和吸引相互作用趋于约束粒子在势阱中心附近,而旋转和排斥相互作用则使势阱中心区域粒子密度和流密度均有所减小。费米面附近的量子态强烈影响费米子流密度的振荡行为,对振荡起主导作用。排斥相互作用使化学势和总能比无互作用费米系统略大,而吸引相互作用则使化学势和总能比无互作用费米系统有所减小。相互作用对热容量的影响则在不同温区呈现出完全不同的特征。当相互作用消失时,所有解析结果均能够与旋转理想费米气体获得一致。