書記が物理やるだけ#310 ボース=アインシュタイン凝縮

続いてボース分布について，ボース=アインシュタイン凝縮を考えていく。

問題

説明

ボース粒子は1つの準位にいくらでも入ることができる。特徴的な現象として，転移温度以下では1つの1粒子状態に凝縮する（ボース＝アインシュタイン凝縮（BEC））。1925年のインドの物理学者サティエンドラ・ボースからの手紙をきっかけとして，アルベルト・アインシュタインがBECの存在を予言した。

解答

温度依存性について，ボース分布はボルツマン分布に比例する。

E=0とするとμは0にしかなり得ないことから，このとき全てのボース粒子がE=0で凝縮していることになる。

凝縮する粒子数は転移温度との関係として示すことができる。

内部エネルギーおよび比熱の温度依存性について。

比熱は転移温度の近傍でピークを形成することがわかる。

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