Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu sức căng mặt ngoài của ngưng tụ bose einstein môt thành phần trong thống kê chính tắc lớn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ TRẦ N THI ̣THẮ M NGHIÊN CỨ U SỨ C CĂNG NGOÀ I CỦ A THÀ NH PHẦ EINSTEIN MÔT N TRONG THỐ NG KÊ CHÍNH TẮ C LỚ N MĂṬ NGƯNG TỤ BOSE- Chuyên ngành: Vât lý lý thuyết KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ TRẦ N THI ̣THẮ M NGHIÊN CỨ U SỨ C CĂNG NGOÀ I CỦ A THÀ NH PHẦ EINSTEIN MÔT N TRONG THỐ NG KÊ CHÍNH TẮ C LỚ N MĂṬ NGƯNG TỤ BOSE- Chuyên ngành: Vât lý lý thuyết KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học PGS TS NGUYỄN VĂN THU HÀ NỘI, 2018 LỜ I CẢ M ƠN Trướ c triǹ h baỳ nôi dung chiń h cuả khoá luân cá m ơn tớ i PGS TS Nguyên hướ ng dân rất tân tốt nghiêp̣ , xin gử i lơì Văn Thu ̣ ngườ i đã điṇ h hướ ng chon đề tài và đa tiǹ h để lam ̀ tốt khoá luâṇ Đồng thờ i cá m ơn giả ng viên củ a bô ̣ môn Vât lý lý thuyết củ a trườ ng Đa ho sư i c pham cũng thưc Hà Nôi đã hỗ trơ ̣ và giú p đỡ thờ i gian hoc hiê khoá luâṇ n Hà nôị, thań g 5, năm 2018 Tá c giả Trần Thi Thắ m tâp LỜ I CAM ĐOAN Cù ng vớ i hướ ng dân củ a PGS.TS Nguyên Văn Thu ̣ khó a luân chuyên ngaǹ h Vât ly ly thuyết, đề tai “Nghiên cư u sư c căng ́ ́ ̀ ́ ́ măt ngưng tu ̣Bose-Einstein môt nhân thưc ngoài của thaǹ h phần thống kê chiń h tắc lớ n” đươc ca hiêṇ Các số liêu đươ công bố tai liêu khoa ̉ ̀ c hoc toàn chiu tốt nghiêp và kết quả nêu là trung thưc và chưa nào Nếu điều đó không đúng, sẽ hoàn trách nhiêm Hà nôị, thań g 5, năm 2018 Tá c giả Trần Thi Thắ m DANH MUC CHỮ VIẾ T TẮ T BEC (Bose-Einstein condensate) Ngưng tu ̣Bose-Einstein GPE (Gross-Pitaevskii equation) Phương trình Gross-Pitaevskii DPA (Double-parabola approximation) Gần đúng parabol kép GCE (Grand canoical ensemble) Tâp̣ hơp̣ chiń h tắc lớ n MUC LUC MỞ ĐẦ U .1 Lý chon đề taì Mu đich nghiên cư u ́ ́ c Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 Những đóng góp đề tài Phương pháp nghiên cứu .2 CHƯƠNG I LÝ THUYẾT CHUNG CỦA NGƯNG TỤ BOSE-EINSTEIN 1.1 Tổng quan ngưng tụ Bose-Einstein .3 1.1.1 Về măṭ lý thuyết 1.1.2 Nghiên cứu thực nghiệm .4 1.1.2.1 BEC nguyên tố erbium 1.1.2.2 Loại ánh sáng tạo đột phá vật lý .5 1.2 Lý thuyết trường trung bình .6 1.2.1 Thế tương tác 1.2.2 Phương trình Gross-Pitaevskii phu ṭ huôc vào thời gian .9 1.3 Phương pháp gần Parabol kép .11 KẾ T LUÂN CHƯƠNG 13 CHƯƠNG SỨ C CĂNG MĂT NGOÀ I CỦ A NGƯNG TỤ BOSE-EINTEIN M ÔT THÀ NH PHẦ N TRONG THỐ NG KÊ CHÍNH TẮ C LỚ N .14 2.1 Các hệ thống kê 14 2.1.1 Nghiên cứ u hệ hạt đồng 14 2.1.2 Nghiên cứ u hệ vi tắc 16 2.1.3 Nghiên cứ u hệ tắc .17 2.1.4 Hệ tắc lớn 22 2.2 Trạng thái gần parabol kép 24 2.3 Sức căng mặt thớng kê tắc lớn 25 2.3.1 Sứ c căng măṭ ngoaì 25 2.3.2 Sứ c căng măṭ ngoaì thống kê chiń h tắc lơń 27 KẾ T CHƯƠNG 29 LUÂN KẾ 30 T THAM KHẢ O 31 LUÂN TÀ LIÊỤ I Lý chon MỞ ĐẦ U đề tài Albert Einstein(1987-1995)-một nhà vật lý lý thuyết người Đức, ông phát triển thuyết tương đối tổng quát, hai trụ cột vật lý đại Nói tới ơng nói tới hàng loạt cơng trình nghiên cứu vĩ đại có sức ảnh hưởng vơ lớn kỷ 20, đó có nghiên cứu về ngưng tụ BoseEinstein (Bose-Einstein Condansate-BEC) 1995, ở trạng thái naỳ cać nguyên tử sơ khai đươc ngưng tu ̣thaǹ h công bằng cać h lam ̀ lanh tớ i nhiêṭ ṭ hấp nhất, vơí cać tính chất khać biêṭ Thấy việc nghiên cứu đươc nguyên tử trạng thái BEC mang đến ý nghĩa quan tạo đươc chuń g bị nhốt tai lượng cưc traṇ g thaí tồn tai cuả vât chất Ma tiểu , bên caṇ h đó còn đem đến vô số triển vọng đối vơí vật lý ban̉ và vớ i công nghiên cứ u khoa học cho loài cc người Ngồi ra, ở traṇ g thái BEC ta thấy các hiệu ứng vật lý mà không thể tìm thấy ở những traṇ g thái khác, ví du: Nhìn vô số ý nghia cua ̉ viêc siêu dẫn, siêu chảy… nghiên cứu trạng thái BEC mong muốn nghiên cứ u nhiều trạng thái BEC chọn “Nghiên cứu sức căng mặt ngưng tụ Bose-Einstein thành phần thống kê tắc lớn” lam ̀ đề taì nghiên cứ u cuả miǹ h Mu đích nghiên cứ u c Tim ̀ đươc sứ c căng măt ngoaì của BEC môt chính tắc lớn thành phần thống kê Nhiệm vụ nghiên cứu Xây dưn g phương trình Gross-Pitaevskii tổng quát và phương pháp gần đuń g parabol keṕ