Technical thermodynamics of an inhomogeneous gas around the Bose-Einstein transition using the global-variable method (2021)
- Authors:
- Autor USP: MIOTTI, MARCOS PAULO - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- DOI: 10.11606/D.76.2021.tde-22112021-093755
- Subjects: CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN; TERMODINÂMICA
- Keywords: Bose-Einstein condensation; Condensação de Bose-Einstein; Gases quânticos; Quantum gases; Thermodynamics
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A termodinâmica de sistemas não-uniformes sempre foi um tópico desafiador nas ciências físicas. No campo de gases quânticos, esse assunto é principalmente estudado com amostras ultrafrias aprisionadas em um potencial harmônico, o primeiro tipo de confinamento feito para fluidos atômicos.1 Nascimbène et al.2 já descreveram um método para medir localmente a equação de estado e a capacidade calorífica de um gás quântico aprisionado harmonicamente. Todavia, medidas locais não conseguem prover as susceptibilidades dependentes do volume de um sistema inomogêneo, nomeadamente a expansão térmica e a compressibilidade, significando que a descrição termodinâmica de gases aprisionados harmonicamente está ainda incompleta. Para resolver esse empecilho, Romero e Bagnato3, 4 propuseram variáveis canônicas de trabalho para um gás em uma armadilha harmônica, que funcionam como pressão e volume para um gás em um recipiente e permitem medidas globais sobre o sistema. Portanto, descrevemos aqui nossa metodologia para medir as susceptibilidades termodinâmicas de um gás aprisionado harmonicamente ao redor da transição de Bose-Einstein usando o formalismo de Romero-Bagnato. Nossos experimentos foram divididos em diferentes fases, cada uma tendo uma armadilha harmômica com frequências únicas, relacionadas à variável extensiva do formalismo. Em cada fase, preparamos amostras individuais de gás rubídio-87 na armadilha e capturamos as imagens delas com a técnica de tempo de voo. Depois,ajustamos a função do modelo bimodal às imagens e encontramos os perfis de densidade in situ das amostras com os procedimentos normais de regressão. Então, determinamos a equação de estado da fase experimental como função da temperatura e do número atômico. Para a análise termodinâmica, usamos um modelo empírico que desenvolvemos para ajustar as curvas de equação de estado, permitindo-nos representar nossos dados em termos de coeficientes matemáticos. Dessa forma, encontramos as curvas da energia interna, da capacidade calorífica, da expansão térmica e da compressibilidade, assim obtendo uma descrição termodinâmica completa de uma gás aprisionado harmonicamente. Nosso método e seus resultados são imprecedentes na literatura e devem contribuir para o entendimento subsequente de sistemas não-uniformes, assim como para o futuro desenvolvimento de máquinas térmicas quânticas
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 13.10.2021
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
MIOTTI, Marcos Paulo. Technical thermodynamics of an inhomogeneous gas around the Bose-Einstein transition using the global-variable method. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-22112021-093755/. Acesso em: 31 mar. 2026. -
APA
Miotti, M. P. (2021). Technical thermodynamics of an inhomogeneous gas around the Bose-Einstein transition using the global-variable method (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-22112021-093755/ -
NLM
Miotti MP. Technical thermodynamics of an inhomogeneous gas around the Bose-Einstein transition using the global-variable method [Internet]. 2021 ;[citado 2026 mar. 31 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-22112021-093755/ -
Vancouver
Miotti MP. Technical thermodynamics of an inhomogeneous gas around the Bose-Einstein transition using the global-variable method [Internet]. 2021 ;[citado 2026 mar. 31 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-22112021-093755/ - Entropy-inspired aperture optimization in Fourier optics
- Comportamento crítico de um gás de Bose não uniforme e ultrafio: um estudo computacional
- Towards a technical thermodynamics of an inhomogeneous gas of ultracold Bosonic atoms
- Critical behavior of an ultracold, non-uniform Bose gas: a computational study
- Scheme for machine learning control of inline processes via real time spectroscopy monitoringglasses
- Superresolute detection and conditioning of very low light from a highly controllable source
- The entropy and energy for non-mechanical work at the bose-einstein transition of a harmonically trapped gas using an empirical global-variable method
- Carnot cycles in a harmonically confined ultracold gas across Bose-Einstein condensation
- Global thermodynamic functions of a trapped Bose gas
- Global thermodynamic functions of a trapped Bose gas
Informações sobre a disponibilidade de versões do artigo em acesso aberto coletadas automaticamente via oaDOI API (Unpaywall).
Por se tratar de integração com serviço externo, podem existir diferentes versões do trabalho (como preprints ou postprints), que podem diferir da versão publicada.
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
