Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction

We study a superfluid Bose system with single-particle and pair condensates on the basis of a half-phenomenological theory of a Bose liquid not involving the weakness of interparticle interaction. The coupled equations describing the equilibrium state of such system are derived from the variational...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Condensed Matter Physics
Дата:2013
Автори: Peletminskii, A.S., Peletminskii, S.V., Poluektov, Yu.M.
Формат: Стаття
Мова:Англійська
Опубліковано: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2013
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120798
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction / A.S. Peletminskii, S.V. Peletminskii, Yu.M. Poluektov // Condensed Matter Physics. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 13603: 1–17. — Бібліогр.: 65 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1862546387088965632
author Peletminskii, A.S.
Peletminskii, S.V.
Poluektov, Yu.M.
author_facet Peletminskii, A.S.
Peletminskii, S.V.
Poluektov, Yu.M.
citation_txt Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction / A.S. Peletminskii, S.V. Peletminskii, Yu.M. Poluektov // Condensed Matter Physics. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 13603: 1–17. — Бібліогр.: 65 назв. — англ.
collection DSpace DC
container_title Condensed Matter Physics
description We study a superfluid Bose system with single-particle and pair condensates on the basis of a half-phenomenological theory of a Bose liquid not involving the weakness of interparticle interaction. The coupled equations describing the equilibrium state of such system are derived from the variational principle for entropy. These equations are analyzed at zero temperature both analytically and numerically. It is shown that the fraction of particles in the single-particle and pair condensates essentially depends on the total density of the system. At densities attainable in condensates of alkali-metal atoms, almost all particles are in the single-particle condensate. The pair condensate fraction grows with increasing total density and becomes dominant. It is shown that at density of liquid helium, the single-particle condensate fraction is less than 10% that agrees with experimental data on inelastic neutron scattering, Monte Carlo calculations and other theoretical predictions. The ground state energy, pressure, and compressibility are found for the system under consideration. The spectrum of single-particle excitations is also analyzed. Вивчається надплинна бозе-система з одночастинковим та парним конденсатами на основi напiвфеноменологiчної теорiї бозе-рiдини, яка не припускає слабкостi мiжчастинкової взаємодiї. Iз варiацiйного принципу для ентропiї виведено систему рiвнянь, що описують рiвноважний стан такої системи. Цi рiвняння проаналiзовано у випадку нульової температури як аналiтично, так i чисельно. Показано, що частки одночастинкового та парного конденсатiв суттєво залежать вiд повної густини системи. При густинах, що досягаються у конденсатах атомiв лужних металiв, майже всi частинки знаходяться в одночастинковому конденсатi. Доведено, що при густинi рiдкого гелiю частка одночастинкового конденсату є меншою за 10%, що узгоджується з експериментальними даними з непружного нейтронного розсiювання, розрахунками методом Монте-Карло та iншими теоретичними передбаченнями. Знайдено вирази для енергiї основного стану, тиску, стисливостi системи, що вивчається. Проаналiзовано також спектр одночастин-кових збуджень.
first_indexed 2025-11-25T12:24:04Z
format Article
fulltext
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-120798
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1607-324X
language English
last_indexed 2025-11-25T12:24:04Z
publishDate 2013
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
record_format dspace
spelling Peletminskii, A.S.
Peletminskii, S.V.
Poluektov, Yu.M.
2017-06-13T04:44:09Z
2017-06-13T04:44:09Z
2013
Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction / A.S. Peletminskii, S.V. Peletminskii, Yu.M. Poluektov // Condensed Matter Physics. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 13603: 1–17. — Бібліогр.: 65 назв. — англ.
1607-324X
PACS: 67.10.Fj, 67.25.D, 67.85.Jk
DOI:10.5488/CMP.16.13603
arXiv:1303.5539
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120798
We study a superfluid Bose system with single-particle and pair condensates on the basis of a half-phenomenological theory of a Bose liquid not involving the weakness of interparticle interaction. The coupled equations describing the equilibrium state of such system are derived from the variational principle for entropy. These equations are analyzed at zero temperature both analytically and numerically. It is shown that the fraction of particles in the single-particle and pair condensates essentially depends on the total density of the system. At densities attainable in condensates of alkali-metal atoms, almost all particles are in the single-particle condensate. The pair condensate fraction grows with increasing total density and becomes dominant. It is shown that at density of liquid helium, the single-particle condensate fraction is less than 10% that agrees with experimental data on inelastic neutron scattering, Monte Carlo calculations and other theoretical predictions. The ground state energy, pressure, and compressibility are found for the system under consideration. The spectrum of single-particle excitations is also analyzed.
Вивчається надплинна бозе-система з одночастинковим та парним конденсатами на основi напiвфеноменологiчної теорiї бозе-рiдини, яка не припускає слабкостi мiжчастинкової взаємодiї. Iз варiацiйного принципу для ентропiї виведено систему рiвнянь, що описують рiвноважний стан такої системи. Цi рiвняння проаналiзовано у випадку нульової температури як аналiтично, так i чисельно. Показано, що частки одночастинкового та парного конденсатiв суттєво залежать вiд повної густини системи. При густинах, що досягаються у конденсатах атомiв лужних металiв, майже всi частинки знаходяться в одночастинковому конденсатi. Доведено, що при густинi рiдкого гелiю частка одночастинкового конденсату є меншою за 10%, що узгоджується з експериментальними даними з непружного нейтронного розсiювання, розрахунками методом Монте-Карло та iншими теоретичними передбаченнями. Знайдено вирази для енергiї основного стану, тиску, стисливостi системи, що вивчається. Проаналiзовано також спектр одночастин-кових збуджень.
We thank Dr. Igor Tanatarov for valuable discussions of numerical calculations.
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction
Роль одночастинкового та парного конденсатiв у бозе-системах iз довiльною iнтенсивнiстю взаємодiї
Article
published earlier
spellingShingle Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction
Peletminskii, A.S.
Peletminskii, S.V.
Poluektov, Yu.M.
title Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction
title_alt Роль одночастинкового та парного конденсатiв у бозе-системах iз довiльною iнтенсивнiстю взаємодiї
title_full Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction
title_fullStr Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction
title_full_unstemmed Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction
title_short Role of single-particle and pair condensates in Bose systems with arbitrary intensity of interaction
title_sort role of single-particle and pair condensates in bose systems with arbitrary intensity of interaction
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120798
work_keys_str_mv AT peletminskiias roleofsingleparticleandpaircondensatesinbosesystemswitharbitraryintensityofinteraction
AT peletminskiisv roleofsingleparticleandpaircondensatesinbosesystemswitharbitraryintensityofinteraction
AT poluektovyum roleofsingleparticleandpaircondensatesinbosesystemswitharbitraryintensityofinteraction
AT peletminskiias rolʹodnočastinkovogotaparnogokondensativubozesistemahizdovilʹnoûintensivnistûvzaêmodií
AT peletminskiisv rolʹodnočastinkovogotaparnogokondensativubozesistemahizdovilʹnoûintensivnistûvzaêmodií
AT poluektovyum rolʹodnočastinkovogotaparnogokondensativubozesistemahizdovilʹnoûintensivnistûvzaêmodií