Вплив фотонної підсистеми на магнітні властивості квантових газів
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe69.8.600Ключові слова:
квантовi гази, дворiвневi атоми, фотони, зовнiшнє магнiтне поле, термодинамiчна рiвновага, невироджений стан, iнверсна заселенiсть, магнiтнi властивостi середовищаАнотація
Вивчено можливiсть впливу фотонного компонента на магнiтнi властивостi системи iз квантових газiв, що перебувають у термодинамiчнiй рiвновазi з випромiнюванням (фотонами). Запропоновано просту модель системи, в рамках якої здобуто загальнi рiвняння, що описують термодинамiчну рiвновагу квантових газiв дворiвневих атомiв iз фотонами. Отриманi рiвняння розв’язано в областi температур, далеких вiд температури виродження всiх трьох компонентiв системи. Аналiз розв’язкiв свiдчить про нетривiальну поведiнку магнiтного стану системи як вiдповiдь на змiну густини фотонiв та iнтенсивностi зовнiшнього магнiтного поля. Показано, що збiльшення густини фотонiв в системi за рахунок зовнiшнiх джерел може приводити до збiльшення як намагнiченостi системи, так i густини збуджених атомiв. Такий висновок не є a priory тривiальним з огляду на те, що фотони у вакуумi не мають магнiтного моменту.
Посилання
A. Einstein. Quantentheorie des einatomigen idealen Gases. Sitzber. Kgl. Preuss. Akad. Wiss. 1, 3 (1925).
S.N. Bose. Plancks Gesetz und Lichtquantenhypothese. Z. Phys. 26, 178 (1924).
https://doi.org/10.1007/BF01327326
E. Fermi. Sulla quantizzazione del gas perfetto monoatomico. Rend. Lincei 3, 145 (1926).
P.A.M. Dirac. On the theory of quantum mechanics. Proc. R. Soc. Lond. A 112, 661 (1926).
https://doi.org/10.1098/rspa.1926.0133
A.S. Peletmiskii, Yu.V. Slyusarenko, A.G. Sotnikov. Theory of Exotic States in Quantum Fermi and Bose Systems (Naukova dumka, 2023) (in Ukrainian).
A. Kruchkov, Y. Slyusarenko. Bose-Einstein condensation of photons in an ideal atomic gas. Phys. Rev. A 88, 013615 (2013).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.88.013615
N. Boichenko, Y. Slyusarenko. Coexistence of photonic and atomic Bose-Einstein condensates in ideal atomic gases. Condens. Matter Phys. 18, 43002 (2015).
https://doi.org/10.5488/CMP.18.43002
J. Klaers, J. Schmitt, F. Vewinger, M. Weitz. Bose-Einstein condensation of photons in an optical microcavity. Nature 468, 545 (2010).
https://doi.org/10.1038/nature09567
Y.V. Slyusarenko, O.Y. Sliusarenko. Kinetic theory of weakly ionized dilute gas of hydrogen-like atoms of the first principles of quantum statistics and dispersion laws of eigenwaves. J. Math. Phys. 58, 1133021 (2017).
https://doi.org/10.1063/1.5010334
Y. Kawaguchi, M. Ueda. Spinor Bose-Einstein condensates. Phys.Rept. 520, 253 (2012).
https://doi.org/10.1016/j.physrep.2012.07.005
B. Altschul. Astrophysical bounds on the photon charge and magnetic moment. Astropart. Phys. 29, 290 (2008).
https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2008.02.006
H. P'erez Rojas, E. Rodr'ıguez Querts. The photon magnetic moment problem revisited. Eur. Phys. J. C 74, 2899 (2014).
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-014-2899-y
Z. Saglam, G. Sahin. Magnetic moment of photon. J. Mod. Phys. 6, 937 (2015).
https://doi.org/10.4236/jmp.2015.67098
L.D. Landau, E.M. Lifshitz. Statistical Physics. Part 1 (Pergamon Press, 1980).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
