Loading...

Relativistic Bosons in a Rigidly Rotating Medium: Thermodynamic Instabilities and Bose-Einstein Condensation

Siri Palang Dareh, Ebrahim | 2025

0 Viewed
  1. Type of Document: Ph.D. Dissertation
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 58244 (04)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Physics
  6. Advisor(s): Sadooghi, Neda
  7. Abstract:
  8. This study explores the relationship between rigid rotation, thermodynamic instabilities, and quantum phase transitions in a relativistic Bose gas. By utilizing the thermodynamic potential derived from the Fock-Schwinger formalism, we demonstrate how angular velocity induces thermodynamic instabilities at high temperatures and in strong interaction regimes. These instabilities manifest as a negative moment of inertia, hypersonic sound velocity, and peculiar behavior in heat capacity. Furthermore, we examine how rigid rotation impacts the Bose-Einstein condensation (BEC). In both nonrelativistic and ultrarelativistic regimes, rotation decreases the critical temperature of the BEC, suppresses the condensate fraction, and alters the BEC phase transition from continuous to discontinuous. This framework emphasizes the dual role of rigid rotation: It induces thermodynamic instabilities in a relativistic Bose gas while also impacting quantum coherence in various ways. These findings provide valuable insights for understanding rotating quantum systems in astrophysics, high-energy physics, and condensed matter physics
  9. Keywords:
  10. Rigid Rotation ; Inertial Moment ; Bose-Einstein Condensation ; Critical Temperature ; Thermodynamic Instability ; Phase Transition

 Digital Object List

 Bookmark

  • پیش‌گفتار
  • اول پیشینه تحقیق
    • کوانتوم کرومودینامیک
      • مقدمه
      • سیمای فاز کوانتوم کرومودینامیک
      • پلاسمای کوارک-گلوئون
      • برخورد یون‌های سنگین نسبیتی: شبیه‌سازی شرایط آغازین جهان
    • اثرات چرخش صلب بر ترمودینامیک سیستم‌های بس‌ذره‌ای نسبیتی
      • مقدمه
      • متریک چرخش صلب
      • تلاقی کوانتوم کرومودینامیک شبکه‌ای با چرخش: نخستین محاسبه غیراختلالی
      • ماده فرمیونی برهم‌کنشی تحت چرخش
      • پلاسمای گلوئونی
      • فراکتالی‌شدن بوزون‌ها و ظهور آمار نینیونی در حضور چرخش موهومی
    • چگالش بوز-اینشتین
      • مقدمه
      • چگالش بوز-اینشتین در گاز ایده‌ال
      • چگالش بوز-اینشتین در اتم‌های فوق‌سرد
      • اثر چرخش بر چگاله‌های بوزونی
  • دوم روش‌های محاسباتی
    • بوزون‌ها در نظریه میدان دمای متناهی
      • مقدمه
      • هنگرد کانونی بزرگ
      • صورت‌بندی تابع پارش در نمایش انتگرال مسیر
      • میدان اسکالر غیربرهم‌کنشی مختلط در صورت‌بندی زمان موهومی
      • بسط اختلالی بوزون‌ها در دمای متناهی
    • انتشارگر بوزون‌ها در حضور چرخش صلب
      • مقدمه
      • صورت‌بندی زمان‌ویژه فوک-شویینگر
      • حل معادله کلاین-گوردون در حضور چرخش صلب
      • انتشارگر بوزونی آزاد در حضور چرخش در رهیافت فوک-شویینگر
      • محاسبه انتشارگر بوزونی آزاد در دمای متناهی و در حضور چرخش و پتانسیل شیمیایی
    • پتانسیل ترمودینامیکی غیربرهم‌کنشی بوزونی در حضورچرخش صلب
      • مقدمه
      • پتانسیل ترمودینامیکی برهم‌کنشی بوزونی در حضور چرخش
      • پتانسیل ترمودینامیکی غیربرهم‌کنشی بوزونی در حضور چرخش و پتانسیل شیمیایی
  • سوم نتایج
    • ترمودینامیک سیستم بوزونی نسبیتی برهم‌کنشی در حضور چرخش صلب
      • مقدمه
      • ترمودینامیک در چارچوب چرخان
      • نتایج تحلیلی با در نظر گرفتن اولین سهم غیربدیهی در چرخش
      • نتایج عددی برای کمیت‌های ترمودینامیکی
    • چگالش بوز-اینشتین: بازنگری در حضور چرخش صلب
      • مقدمه
      • فشار بخش گرمایی یک گاز بوزونی با چرخش آهسته
      • چگالش بوز-اینشتین
      • ویژگی کمیت‌های ترمودینامیکی گاز بوزونی پایین‌تر و بالاتر از دمای گذار بوز-اینشتین
    • نتیجه‌گیری و چشم‌انداز
    • پیوست‌ها
      • هموستار‌های هندسی و نمادهای کریستوفل در متریک چرخان صلب
      • محاسبه چگالی حالات
      • توابع بوز-اینشتین
      • جمع فرکانس ماتسوبارا بوزونی
      • بیان بخش دمایی پتانسیل ترمودینامیکی بر حسب توابع بسل
      • تبدیل ملین
      • حل انتگرال بسط دماهای بالا به کمک قضیه مانده‌ها
      • روابط تعامد
      • بیان انتگرال‌های نمایی در مختصات استوانه‌ای به کمک تبدیل ملین
...see more