Correlações em sistemas de bósons carregados

• Main Author: Alvaro de Almeida Caparica
• Other Authors: Oscar Hipolito
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 1985
• Subjects: Bósons carregados; Interação logarítmica; Método do campo auto-consistente; Charged bosons; Logarithm interaction; Self-consistent-field method
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54131/tde-03092010-142342/

O gás de Bose carregado foi estudado em duas e três dimensões, sendo que no caso bidimensional foram considerados dois tipos distintos de interação: l/r e ln(r). Aplicamos a esses sistemas o método do campo auto-consistente que leva em consideração a interação de curto alcance entre os bosons através de uma correção de campo local. Por meio de cálculos numéricos auto-consistentes determinamos o fator de estrutura S(&#8594k) em um amplo intervalo de densidades. A partir de S(&#8594k) obtivemos a função de correlação dos pares, a energia do estado fundamental que é essencialmente a energia de correlação, a pressão do gás e o espectro de excitações elementares. Calculamos ainda a densidade de blindagem induzida por uma impureza carregada fixada no gás. No limite de altas densidades nossos cálculos reproduzem os resultados da teoria de perturbação de Bogoliubov. Na região de densidades intermediárias em que os sistemas são fortemente correlacionados nossos resultados apresentam uma boa concordância com cálculos baseados na aproximação de HNC e no método de Monte Carlo. Nossos resultados são em várias situações confrontados com os de RPA demonstrando que o método que utilizamos é muito mais adequado para tratar o sistema. Os sistemas bidimensionais mostraram-se mais correlacionados que o tridimensional, sendo que o gás com interação l/r é mais correlacionado que o logarítmico a altas densidades, mas na região de densidades baixas essa situação se inverte. Finalmente calculamos as funções termodinâmicas dos sistemas bi e tridimensionais a temperaturas finitas próximas do zero absoluto baseando-nos nos espectros de excitação do gás a temperatura zero. === The two and three-dimensional charged Bose gas have been studied. In the bidimensional case two different types of interaction were considered: l/r and ln(r).We have applied to these systems the self-consistent-field method, which takes into account the short range correlations between the bosons through a local-field correction. By using self-consistent numerical calculations we determinate the structure factor S(&#8594k) in a wide range of densities. From S(&#8594k) we obtained the pair-correlation function, the ground-state energy, the pressure of the gas and the spectrum of elementary excitations. In addition we calculated the screening density induced by a fixed charged impurity. In the high-density limit our calculations reproduce the results given by Bogoliubov\'s perturbation theory. In the intermediate-density region, corresponding to the strongly coupled systems, our results are in very good agreement with calculations based on HNC approximation as well as Monte Carlo method. Our results are compared in several situations with RPA results showing that the self-consistent method is much more accurate. The two-dimensional systems showed to be more correlated than the three-dimensional one; the gas with interaction l/r is also more correlated than the logarithmic one at high densities, but it begins to be less correlated than this one in the low-density region. Finally we calculated the thermodynamic functions of the two and three-dimensional systems at finite temperatures near absolute zero, based upon the gas excitation spectra at zero temperature.