陆展鹏 魏兴波 刘天帅 陈阿海 高先龙

(浙江师范大学物理系,金华 321004)

有限温度下一维Hubbard模型的化学势泛函理论研究∗

陆展鹏 魏兴波 刘天帅 陈阿海 高先龙†

(浙江师范大学物理系,金华 321004)

(2017年1月7日收到;2017年3月26日收到修改稿)

通过数值方法求解了有限温度下一维均匀Hubbard模型的热力学Bethe-ansatz方程组,得到了在给定温度和相互作用强度情况下,比热c、磁化率χ和压缩比κ随化学势µ的变化图像.基于有限温度下一维均匀Hubbard模型的精确解,利用化学势(µ)-泛函理论研究了一维谐振势下的非均匀Hubbard模型,给出了金属态和Mott绝缘态下不同温度情况时局域粒子密度ni和局域压缩比κi随格点的变化情况.

热力学Bethe-ansatz方程组,压缩比,Hubbard模型,化学势泛函理论

1 引言

20世纪初,玻色和爱因斯坦提出了著名的玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensation,BEC)理论,他们预言,对于玻色气体,当温度低于某一个临界值Tc时,所有的粒子将会占据能量最低的量子态[1].随着1985年美国华裔科学家朱棣文等[2]利用激光冷却技术获得了接近绝对零度的温度,冷原子物理开始成为研究的热点.之后在1995年,Ketterle,Cornell和Wiemann首次在实验中实现了Na和Rb的BEC凝聚体[3,4].而后人们开始设法冷却费米气体并得到费米凝聚体.由于费米气体受到泡利不相容原理的限制,所以冷却难度比玻色气体更大.在1999年,Jin的研究组[5]实现了费米凝聚.随着Feshbach共振技术的发展,人们可以通过磁场改变束缚态原子的散射长度,进而调节原子之间的相互作用,从而大大推动了冷原子实验的发……