Article

Access to the text (HTML) Access to the text (HTML)
PDF Access to the PDF text
Advertising


Access to the full text of this article requires a subscription.
  • If you are a subscriber, please sign in 'My Account' at the top right of the screen.

  • If you want to subscribe to this journal, see our rates

  • You can purchase this item in Pay Per ViewPay per View - FAQ : 30,00 € Taxes included to order
    Pages Iconography Videos Other
    17 0 0 0


Comptes Rendus Physique
Volume 5, n° 1
pages 21-37 (janvier-février 2004)
Doi : 10.1016/j.crhy.2004.01.003
Bose-Einstein transition temperature in a dilute repulsive gas

Markus  Holzmann a ,  Jean-Noël  Fuchs b ,  Gordon A.  Baym c ,  Jean-Paul  Blaizot d ,  Franck  Laloë b
aLaboratoire de physique théorique des liquides, UPMC, 4, place Jussieu, 75252 Paris, France 
bLaboratoire Kastler Brossel, École normale supérieure, 24, rue Lhomond, 75005 Paris, France 
cUniversity of Illinois at Urbana-Champaign, 1110 W. Green St., Urbana, IL 61801, USA 
dCEA-Saclay, Service de physique théorique, 91191 Gif-sur-Yvette, France 

@@#100979@@

We discuss certain specific features of the calculation of the critical temperature of a dilute repulsive Bose gas. Interactions modify the critical temperature in two different ways. First, for gases in traps, temperature shifts are introduced by a change of the density profile, arising itself from a modification of the equation of state of the gas (reduced compressibility); these shifts can be calculated simply within mean field theory. Second, even in the absence of a trapping potential (homogeneous gas in a box), temperature shifts are introduced by the interactions; they arise from the correlations introduced in the gas, and thus lie inherently beyond mean field theory - in fact, their evaluation requires more elaborate, non-perturbative, calculations. One illustration of this non-perturbative character is provided by the solution of self-consistent equations, which relate together non-linearly the various energy shifts of the single particle levels  . These equations predict that repulsive interactions shift the critical temperature (at constant density) by an amount which is positive, and simply proportional to the scattering length  ; nevertheless, the numerical coefficient is difficult to compute. Physically, the increase of the temperature can be interpreted in terms of the reduced density fluctuations introduced by the repulsive interactions, which facilitate the propagation of large exchange cycles across the sample. To cite this article: M. Holzmann et al., C. R. Physique 5 (2004).

@@#100979@@

Nous discutons un certain nombre de spécificités du calcul de la température critique d'un gaz de Bose dilué dont les particules interagissent de façon répulsive. Les interactions modifient la température critique de deux façons différentes. En premier lieu, pour un gaz dans un piège, il existe un déplacement de température qui a pour origine un changement du profil de densité, lui même induit par une modification de l'équation d'état du gaz (la compressibilité est réduite par les interactions) ; ce déplacement peut être évalué dans le cadre d'une théorie de champ moyen. En second lieu, et même en l'absence d'un potentiel de piégeage (pour un gaz homogène dans une boite), des déplacements de température sont également introduits par les interactions, mais avec une origine physique totalement différente : les corrélations introduites par les interactions. Le calcul de ce second effet se situe par essence au delà de la théorie du champ moyen et nécessite l'utilisation de méthodes non-perturbatives plus élaborées. Une illustration de son caractère non-perturbatif est donnée par la solution d'équations non-linéaires autocohérentes, qui relient entre elles des expressions des déplacements énergétiques des niveaux   et les populations de ces niveaux. Ces équations prédisent que l'effet des interactions sur la température critique (à densité constante) est une augmentation de cette température, d'une quantité qui est positive et simplement proportionnelle à la longueur de diffusion   ; le coefficient de cette dépendance linéaire est cependant difficile à calculer. Physiquement, cette augmentation de la température critique peut être interprétée comme provenant de la réduction des fluctuations de densité sous l'effet des interactions répulsives ; ceci facilite la propagation des grands cycles d'échange entre les bosons identiques à l'intérieur du gaz, et donc l'apparition d'un cycle d'échange macroscopique correspondant à la condensation. Pour citer cet article : M. Holzmann et al., C. R. Physique 5 (2004).

Mots clés  : Dilute repulsive Bose gas ; Mean field theory ; Non-perturbative calculations.

Mots clés  : Gaz de Bose dilué ; Théorie de champ moyen ; Méthodes non-perturbatives.




© 2004  Published by Elsevier Masson SAS de la part de Académie des sciences.

EM-CONSULTE.COM is registrered at the CNIL, déclaration n° 1286925.
As per the Law relating to information storage and personal integrity, you have the right to oppose (art 26 of that law), access (art 34 of that law) and rectify (art 36 of that law) your personal data. You may thus request that your data, should it be inaccurate, incomplete, unclear, outdated, not be used or stored, be corrected, clarified, updated or deleted.
Personal information regarding our website's visitors, including their identity, is confidential.
The owners of this website hereby guarantee to respect the legal confidentiality conditions, applicable in France, and not to disclose this data to third parties.
Close
Article Outline
You can move this window by clicking on the headline