Конденсация излучения

[Munin]

TirionLannister
При термализации установится равновесное распределение - для фотонов это Бозе-Эйнштейна. Оно может иметь конденсат в энергии $E=0,$ но для фотонов эта энергия означает "отсутствие фотона".

[Taus]

Munin в сообщении #1001704 писал(а):

Вообще-то это в некотором смысле синонимы, так что споров никаких нет.

Munin в сообщении #1001704 писал(а):

Вы что, со стула упали? Микроскопическая теория скоро уже сто лет как есть. Изложена в Ландау-Лифшице, если хотите.

Эти слова я слышал со слов компетентных в этой области учёных. Конкретно речь шла про БЭК поляритонов в наноструктурах. На основе этого и разрабатывается поляритонный лазер.
То что изложено в Ландау-Лифшице применимо к слабонеидельному бозе газу, в данном случае речь идёт о сильновзаимодействующем бозе газе.

[Munin]

Taus в сообщении #1002043 писал(а):

Эти слова я слышал со слов компетентных в этой области учёных.

Какие именно слова?

То, что вы произнесли - именно глупость. Скорее всего, ошибка в "испорченном телефоне": услышали вы одно, а произнесли другое.

[TirionLannister]

kcp в сообщении #1002017 писал(а):

2) Импульс фотона равный нулю имеет место для фотона нулевой энергии. Наблюдать такие фотоны вероятно было бы очень сложно.

Фотон нулевой энергии-это отсутствие фотона.

kcp в сообщении #1002017 писал(а):

Или, что тоже самое, заставить фотоны как-нибудь взаимодействовать.

Они и так могут взаимодействовать. Munin указал, как именно.

Munin в сообщении #1002019 писал(а):

При термализации установится равновесное распределение - для фотонов это Бозе-Эйнштейна. Оно может иметь конденсат в энергии $E=0,$ но для фотонов эта энергия означает "отсутствие фотона".

Вот-вот. И я о том же. Но Вы упомянули, что:

Munin в сообщении #1001767 писал(а):

Однопетлевой процесс рассеяния фотона на фотоне, который в принципе может термализовать фотонный газ.

И это я понял, как:

TirionLannister в сообщении #1001880 писал(а):

В принципе да, может. При рассеянии происходит перераспределение энергий фотонов, и возможен вариант, при котором после рассеяния обе будут на одном и том же энергетическом уровне и квантовом состоянии. Хотя этого ждать придется целую вечность, но вероятность такого не нулевая. С точки зрения же излучения не монохроматическое вот так, спонтанно, может стать монохроматическим. Но, после такого распределения и образования конденсата вполне возможен и обратный процесс, при котором произойдет перераспределение энергии фотонов с одинаковой энергией, и после рассеяния они больше не будут одинаковыми.

Правильно?

[Taus]

Приведу почти дословную цитату, которую я написал в пм Munin, чтобы не было неправильной интерпретации моего первого сообщения.
"Макроскопическое когерентное состояние не обязательно является бозе-эйнштейновским конденсатом."

[druggist]

Надо творчески подходить к наследию великих. Для газа фотонов формально можно получить формулу (красиво сказано!:) для температуры БЭ конденсации точно также как и для массовых частиц-бозонов. Только зависимость от плотности будет не $(N/V)^{2/3}$, а $(N/V)^{1/2}$ (полагаю, всем понятно, почему). Далее, материю в виде атомов можно считать неустранимым источником и стоком фотонов ненулевой энергии , и следовательно, находящиеся в равновесии с веществом фотоны при любой конечной температуре это "надконденсатные" фотоны. При этом полагаем, либо первоначальную плотность $N/V$ либо число частиц $N$ бесконечным и получаем бесконечную же температуру конденсации, ниже которой имеем "двухфазное состояние" в полном соответствии с теорией.

[TirionLannister]

druggist в сообщении #1002085 писал(а):

Надо творчески подходить к наследию великих. Для газа фотонов формально можно получить формулу (красиво сказано!:) для температуры БЭ конденсации точно также как и для массовых частиц-бозонов. Только зависимость от плотности будет не $(N/V)^{2/3}$, а $(N/V)^{1/2}$ (полагаю, всем понятно, почему). Далее, материю в виде атомов можно считать неустранимым источником и стоком фотонов ненулевой энергии , и следовательно, находящиеся в равновесии с веществом фотоны при любой конечной температуре это "надконденсатные" фотоны. При этом полагаем, либо первоначальную плотность $N/V$ либо число частиц $N$ бесконечным и получаем бесконечную же температуру конденсации, ниже которой имеем "двухфазное состояние" в полном соответствии с теорией.

Хорошо сказано. Но тут речь шла о термализации фотонного газа (без атомов) через рассеяние фотонов на фотоне (или через образование виртуальных электрон-позитронных пар). Процесс редчайший, но вполне возможный. При котором происходит перераспределение энергии фотонов, и есть вероятность, что при таком рассеянии и перераспределении фотоны, ранее будучи в разных энергетических состояниях, окажутся в одном и том же состоянии ("избыток" энергии высокоэнергетичесного фотона перейдет к фотону низкоэнергетичному). Надеюсь, Munin имел ввиду именно это. Далее, в таком состоянии фотонного газа могут произойти процессы рассеяния, при которых энергетическая "идентичность" фотонов будет нарушена.

[Munin]

druggist в сообщении #1002085 писал(а):

получаем бесконечную же температуру конденсации, ниже которой имеем "двухфазное состояние" в полном соответствии с теорией.

Интересная интерпретация.

[druggist]

TirionLannister в сообщении #1002086 писал(а):

Процесс редчайший, но вполне возможный.

Редчайший поэтому невозможный. Я же говорю о первоначально бесконечной плотности и температуре..., вполне в русле, так сказать

[kcp]

Munin в сообщении #1002019 писал(а):

При термализации установится равновесное распределение - для фотонов это Бозе-Эйнштейна. Оно может иметь конденсат в энергии $E=0,$ но для фотонов эта энергия означает "отсутствие фотона".

Я не знаю кому был адресован ответ выше, но если мне на сообщение post1002017.html#p1002017 то я поясню свою позицию.
Введение взаимодействия между фотонами в данном случае это средство получить из идеального газа неидеальный. Вследствие чего частицы в конденсате приобретают ненулевой импульс и фотонный конденсат становиться можно наблюдать.

[TirionLannister]

druggist в сообщении #1002134 писал(а):

Редчайший поэтому невозможный.

Редчайший не значит невозможный. Впрочем, в Вашей интерпретации присутствуют атомы. Но если взглянуть на фотонный газ без атомов, то получается, рассеяние вполне себе годный способ их термализации. Хотя то же рассеяние может привести и к обратному процессу (уже сотый раз повторяю одно и то же).

[Munin]

kcp в сообщении #1002201 писал(а):

Я не знаю кому был адресован ответ выше, но если мне

Нет, не вам, а TirionLannister.

kcp в сообщении #1002201 писал(а):

Введение взаимодействия между фотонами в данном случае это средство получить из идеального газа неидеальный. Вследствие чего частицы в конденсате приобретают ненулевой импульс и фотонный конденсат становиться можно наблюдать.

Неидеальность газа тут не поможет. Поскольку импульс - штука векторная, то нужно, чтобы частицы в конденсате имели какое-то выделенное направление - тогда они смогут иметь ненулевой импульс.

TirionLannister в сообщении #1002216 писал(а):

Редчайший не значит невозможный.

Вообще говоря не значит, но в данном случае значит. Для оптических фотонов время термализации через этот механизм намного больше времени жизни Вселенной.

TirionLannister в сообщении #1002216 писал(а):

Но если взглянуть на фотонный газ без атомов, то получается, рассеяние вполне себе годный способ их термализации. Хотя то же рассеяние может привести и к обратному процессу :mrgreen: (уже сотый раз повторяю одно и то же).

Чем повторять, лучше подумать. К процессу, обратному термализации, ничего привести не может, поскольку термализация - это возрастание энтропии.

Если хорошенько почитать теорию, то станет ясно, что процесс, обратный термализации - это снова термализация.

[TirionLannister]

Munin в сообщении #1002330 писал(а):

К процессу, обратному термализации, ничего привести не может, поскольку термализация - это возрастание энтропии.

В фазовом пространстве частиц состояние с наибольшей энтропией занимает большее место, чем с меньшей. Но это не значит, что частицы не могут перейти в состояние с низкой энтропией. Возьмем хотя бы описанный вами процесс термализации. Два фотона с разными энергиями рассеиваются друг на друге. Происходит перераспределение энергии, оба конечных фотона теперь имеют одну и ту же энергию. Далее, через гигантский промежуток времени они опять рассеиваются друг на друге, опять происходит перераспределение, и конечные фотоны, оказывается, имеют теперь разные энергии.

-- 11.04.2015, 02:20 --

Munin в сообщении #1002019 писал(а):

TirionLannister
При термализации установится равновесное распределение - для фотонов это Бозе-Эйнштейна. Оно может иметь конденсат в энергии $E=0,$ но для фотонов эта энергия означает "отсутствие фотона".

Я и не подозревал, что ответ адресован мне Я так понял, для фотонов это невозможно.

[kcp]

Munin в сообщении #1002330 писал(а):

kcp в сообщении #1002201 писал(а):

Введение взаимодействия между фотонами в данном случае это средство получить из идеального газа неидеальный. Вследствие чего частицы в конденсате приобретают ненулевой импульс и фотонный конденсат становиться можно наблюдать.

Неидеальность газа тут не поможет. Поскольку импульс - штука векторная, то нужно, чтобы частицы в конденсате имели какое-то выделенное направление - тогда они смогут иметь ненулевой импульс.

Вот этой фразы я не понимаю. Не могли бы Вы раскрыть её смысл? Сейчас я не вижу причин, почему бы фотонам в ловушке не иметь импульс. Атомы в ловушке в состоянии бозе-конденсата испытывают же незатухающие колебания.

[Munin]

TirionLannister в сообщении #1002346 писал(а):

В фазовом пространстве частиц состояние с наибольшей энтропией занимает большее место, чем с меньшей. Но это не значит, что частицы не могут перейти в состояние с низкой энтропией.

Теоретически - не значит. Практически - значит. Потому что это место не просто большее, а в большое число раз большее. Например, порядка $e^N,$ где $N$ - число частиц в системе (например, число Авогадро).

kcp в сообщении #1002352 писал(а):

Сейчас я не вижу причин, почему бы фотонам в ловушке не иметь импульс.

Ну, если ловушка выделяет какое-то направление, то может быть, и могут.

kcp в сообщении #1002352 писал(а):

Атомы в ловушке в состоянии бозе-конденсата испытывают же незатухающие колебания.

Атомам легко, для них состояние с нулевым импульсом не означает исчезновения атома.