Beeinflusst der Spin den Ausdruck für die kritische Temperatur eines Bose-Einstein-Kondensats?

In einer Aufgabe wurden wir gebeten, die kritische Temperatur einer Ansammlung von Rubidium-87-Atomen zu finden. Die Antwort verwendete einen Ausdruck, der für Spin-Null-Bosonen in Schroeders Thermal Physics abgeleitet wurde (den ich auch an anderer Stelle online gefunden habe):

k B T C = 0,527 ( H 2 2 π M ) ( N v ) 2 / 3
Schroeder verwendet den Ausdruck G ( ϵ ) zur Bezeichnung der Zustandsdichte und nimmt in Ableitung des obigen Ausdrucks explizit an, dass der Spin der Bosonen Null ist. Der Spin eines Rubidium-87-Kerns scheint jedoch zu sein 3 / 2 , das zusammen mit seinem Valenzelektron entweder ein Boson mit Spin bilden kann 1 oder 2 . Zum Schleudern S , dies würde einen Faktor von einführen ( 2 S + 1 ) hinein G ( ϵ ) , da sich die Anzahl der verfügbaren Zustände um dieses Vielfache erhöhen würde. Seit N G ( ϵ ) , würde dies den Wert für verringern T C um einen Faktor von ( 2 S + 1 ) 2 / 3 .

Gilt der obige Ausdruck für alle Spinwerte oder sollte dieser Faktor einbezogen werden? Gibt es einen Grund, warum wir alle Bosonen als Spin-Null behandeln können?

Antworten (1)

Gilt der obige Ausdruck für alle Spinwerte oder sollte dieser Faktor einbezogen werden? Gibt es einen Grund, warum wir alle Bosonen als Spin-Null behandeln können?

Diesen Faktor musst du einbeziehen. Der richtige Ausdruck ist

k B T C = [ ( 2 S + 1 ) G 3 / 2 ( 1 ) ] 2 / 3 H 2 2 π M ( N v ) 2 / 3

Wo G 3 / 2 ( 1 ) = ζ ( 3 / 2 ) 2.612 . Wenn S = 0 Ihr Ausdruck wird abgerufen.

(Quelle)

Danke für deine Hilfe - schätze, es ist ein Problem mit dem Antwortbogen. Wie würden wir wissen, ob Rubidium-87 insgesamt Spin 1 oder 2 ist, um es zu beheben?
Es ist eigentlich nicht ohne weiteres möglich, den äquivalenten Spin eines Atoms zu berechnen (siehe hier ). Leider konnte ich nichts über den äquivalenten Spin von Rb- finden. 87 Atome; Es könnte auch sein, dass diese Antwort die richtige ist und dass der äquivalente Spin dies ist 0 in diesem Fall. Aber im Allgemeinen müssen Sie die enthalten 2 S + 1 Begriff.