論文の概要: Lee-Yang theory of Bose-Einstein condensation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.10997v1
• Date: Thu, 26 Jan 2023 08:55:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-27 14:01:18.682956
• Title: Lee-Yang theory of Bose-Einstein condensation
• Title（参考訳）: ボース・アインシュタイン凝縮の李陽理論
• Authors: Fredrik Brange, Tuomas Pyh\"aranta, Eppu Heinonen, Kay Brandner, Christian Flindt
• Abstract要約: 少数のボソンのエネルギー変動からボース気体の凝縮温度を予測する方法を示す。 100ボソン未満のボソンを用いて、2次元と3次元の高調波ポテンシャルでボース気体の凝縮温度を推定できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bose-Einstein condensation happens as a gas of bosons is cooled below its transition temperature, and the ground state becomes macroscopically occupied. The phase transition occurs in the thermodynamic limit of many particles. However, recent experimental progress has made it possible to assemble quantum many-body systems from bottom up, for example, by adding single atoms to an optical lattice one at a time. Here, we show how one can predict the condensation temperature of a Bose gas from the energy fluctuations of a small number of bosons. To this end, we make use of recent advances in Lee-Yang theories of phase transitions, which allow us to determine the zeros and the poles of the partition function in the complex plane of the inverse temperature from the high cumulants of the energy fluctuations. By increasing the number of bosons in the trapping potential, we can predict the convergence point of the partition function zeros in the thermodynamic limit, where they reach the inverse critical temperature on the real axis. Using less than 100 bosons, we can estimate the condensation temperature for a Bose gas in a harmonic potential in two and three dimensions, and we also find that there is no phase transition in one dimension as one would expect.
• Abstract（参考訳）: ボース・アインシュタイン凝縮は、ボソンのガスがその遷移温度以下で冷却され、基底状態がマクロ的に占有されるときに起こる。 相転移は多くの粒子の熱力学的極限で起こる。 しかし、最近の実験的進歩により、例えば光学格子に1度に1つの原子を加えることで、ボトムアップから量子多体系を組み立てることができるようになった。 ここでは,少数のボソンのエネルギー変動から,ボースガスの凝縮温度を予測する方法について述べる。 これにより、エネルギー変動の高累積から逆温度の複素平面における分配関数の零点と極を決定することができる。 トラップポテンシャルにおけるボソンの数を増やすことで、熱力学的限界における分割関数 0 の収束点を予測でき、そこでは実軸上の逆臨界温度に達する。 100ボーソン以下を用いることで、2次元と3次元の調和ポテンシャルを持つボース気体の凝縮温度を推定でき、また1次元の相転移は期待できるほど存在しないことが判明した。

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