Конденсация излучения

[TirionLannister]

Munin в сообщении #1002395 писал(а):

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

Ответьте только на этот вопрос. Если конденсат фотонов должен быть в энергии $E=0,$, то есть по сути такого не может быть (ибо это означает отсутствие фотонов), то как понимать это?:

Munin в сообщении #1001767 писал(а):

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

[Munin]

Это речь шла не о конденсации, а о термализации фотонного газа. Так, что образуется распределение Бозе-Эйнштейна, но не его конденсат (если не подразумевать трактовку druggist). И слово "в принципе" означает "за времена намного больше времени жизни Вселенной".

[TirionLannister]

Munin в сообщении #1002435 писал(а):

Это речь шла не о конденсации, а о термализации фотонного газа.

Но термализация как то меняет строение излучения? По моему ТС имел ввиду именно это, якобы не монохроматическое излучение превращается в монохроматическое.

Munin в сообщении #1002435 писал(а):

И слово "в принципе" означает "за времена намного больше времени жизни Вселенной".

Это понятно. А словосочетание "распределение Бозе-Эйнштейна может быть нарушено" означает времена намного больше того времени, которое необходимо для термализации фотонного газа. То есть чтобы фотонный газ вышел из этого состояния, необходимо намного больше времени, чем на то, чтобы он термализовался.

[druggist]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1002435 писал(а):

(если не подразумевать трактовку druggist

Тут вот еще какое соображение. Согласно всем разновидностям теории Биг Бэнга на первой микросекунде образовались по мере снижения температуры и плотности протоны(точнее, барионы), электроны и фотоны. По мере адиабатического расширения вселенной температура падала. Фотоны не только меняли спектр, но их число уменьшалось за счет поглощения барионами и электронами в соответствие с распределением БЭ, число же барионов и электронов оставалось неизменным, через примерно 400 лет они связываются в в атомы. Это к вопросу о интерпретации, т.е., том, что все фотоны при любых(?) конечных температурах в равновесии с веществом надконденсатные поскольку они извлекаются из небытия в сколь угодных для данной температуры количествах. Не то для массовых бозонов, там их "резервуар" на основном уровне конечен, потому и температура конденсации конечна. Предположим, что по прошествии 400 лет процесс охлаждения вещества, т.е., атомов также мог принять форму БЭ конденсации поскольку атомы тоже могут быть бозонами. Это к вопросу о ни чем не проявляющей себя темной материи (Офф-топ, поскольку это уже спекуляции а не методические игры с формулами учебника)

[kcp]

Munin в сообщении #1002395 писал(а):

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.

У Сержа Хароша в похожей ловушке проблем с этим не возникло.

изображение

Munin в сообщении #1002395 писал(а):

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.

Видимо поэтому и сделали неидеальный газ, чтобы фотоны конденсировались в состояния с ненулевым импульсом.

[Munin]

TirionLannister в сообщении #1002556 писал(а):

Но термализация как то меняет строение излучения?

Я не знаю, что такое "строение излучения". Термализация устанавливает распределение Планка (оно же Бозе-Эйнштейна). Сколько раз я должен ещё это повторить, чтобы меня услышали?

TirionLannister в сообщении #1002556 писал(а):

По моему ТС имел ввиду именно это, якобы не монохроматическое излучение превращается в монохроматическое.

Это термализацией излучения быть никак не может.

TirionLannister в сообщении #1002556 писал(а):

А словосочетание "распределение Бозе-Эйнштейна может быть нарушено" означает времена намного больше того времени, которое необходимо для термализации фотонного газа. То есть чтобы фотонный газ вышел из этого состояния, необходимо намного больше времени, чем на то, чтобы он термализовался.

Оно вообще ничего не означает. После того, как фотонный газ термализовался, он никогда не выйдет из этого состояния.

kcp
Я не собираюсь гадать по смутным намёкам. А оригинальная статья - скорей всего, слишком тяжеловесна, чтобы разбираться подробно.

druggist в сообщении #1002573 писал(а):

Согласно всем разновидностям теории Биг Бэнга на первой микросекунде образовались по мере снижения температуры и плотности протоны(точнее, барионы), электроны и фотоны. По мере адиабатического расширения вселенной температура падала. Фотоны не только меняли спектр, но их число уменьшалось за счет поглощения барионами и электронами в соответствие с распределением БЭ, число же барионов и электронов оставалось неизменным, через примерно 400 лет они связываются в в атомы. Это к вопросу о интерпретации, т.е., том, что все фотоны при любых(?) конечных температурах в равновесии с веществом надконденсатные поскольку они извлекаются из небытия в сколь угодных для данной температуры количествах.

На самом деле, и нуклоны и электроны - тоже были не в неизменном количестве. Когда температура была порядка $m_e,$ то из небытия извлекалось нужное количество электрон-позитронных пар. Когда температура была ещё выше - появились мюоны, пионы, а потом и протон-антипротонные пары. То есть, неизменное количество протонов и электронов - тоже можно рассматривать как конденсат, но только уже не Бозе-Эйнштейна, а Ферми-Дирака ($\mu>0$). А как устроен такой конденсат, любой студент знает.

druggist в сообщении #1002573 писал(а):

Это к вопросу о ни чем не проявляющей себя темной материи (Офф-топ, поскольку это уже спекуляции а не методические игры с формулами учебника)

Не годится, потому что "ничем не проявляющая себя" - это небарионная тёмная материя. А барионы и составленные из них атомы - давно учтены в расчётах, и к ней не причисляются.

[TirionLannister]

Munin в сообщении #1002629 писал(а):

Это термализацией излучения быть никак не может.

Изначальный фопрос:

VladimirMilos в сообщении #1000807 писал(а):

Имеется не монохроматическое электромагнитное излучение в полости с определенным спектром разброса частот. Происходит конденсация фотонов согласно статистике Бозе-Эйнштейна, получается фотонный конденсат. Излучение в таком случае становится строго монохроматическим, с одной определенной частотой?

С конденсатом разобрались. С термализацией, пока что нет. Поэтому переформулирую изначальный вопрос. Имеется не монохроматическое электромагнитное излучение с определенным спектром разброса частот. Происходит термализация фотонов согласно статистике Бозе-Эйнштейна. Излучение в таком случае становится строго монохроматическим, с одной определенной частотой?

[druggist]

Munin в сообщении #1002629 писал(а):

А как устроен такой конденсат, любой студент знает.

Поясните, не понял, что имеется в виду.

[kcp]

Munin в сообщении #1002629 писал(а):

Я не собираюсь гадать по смутным намёкам. А оригинальная статья - скорей всего, слишком тяжеловесна, чтобы разбираться подробно

Ясно

[Munin]

TirionLannister в сообщении #1002636 писал(а):

С конденсатом разобрались. С термализацией, пока что нет.

Термализация проще (конденсация - её частный случай). Если вы ней не разобрались, то с конденсацией - тем более. Почитайте любой учебник по статфизике. Я в качестве самого простого и доходчивого рекомендую
Киттель. Статистическая термодинамика.

TirionLannister в сообщении #1002636 писал(а):

Происходит термализация фотонов согласно статистике Бозе-Эйнштейна. Излучение в таком случае становится строго монохроматическим, с одной определенной частотой?

Нет, планковским.

-- 11.04.2015 20:59:06 --

druggist в сообщении #1002664 писал(а):

Поясните, не понял, что имеется в виду.

Уровень Ферми, выше него - хвост, ниже него - хвост дырок, и всё заполнено. Теперь, можно взять этот конденсат и структуру уровней: $E\in(-\infty,-mc^2]\cup[mc^2,+\infty).$ Ну вы понимаете.

[TirionLannister]

Munin в сообщении #1002733 писал(а):

Нет, планковским.

Понятно, то есть не монохроматическое таким и остается.

[druggist]

Munin в сообщении #1002629 писал(а):

Не годится, потому что "ничем не проявляющая себя" - это небарионная тёмная материя. А барионы и составленные из них атомы - давно учтены в расчётах, и к ней не причисляются.

Никогда не интересовался специально, но после гугления представляется, что это вопрос дискуссионный:

Цитата:

The third, conservative, possibility is that all matter
in the universe is composed of baryons, but most of
these baryons are, for some reason, not visible, with the
gravitational effects being the only observable manifes
tation.

A. D. Dolgov, Cosmology and Elementary Particles, or Celestial Mysteries

[Munin]

TirionLannister в сообщении #1002754 писал(а):

Понятно, то есть не монохроматическое таким и остается.

Оно даже может стать "ещё более" не монохроматическим.

druggist в сообщении #1002790 писал(а):

A. D. Dolgov, Cosmology and Elementary Particles, or Celestial Mysteries

Уточните год издания. Потому что Долгов - известный и уважаемый специалист. А ситуация изменилась довольно недавно. Напоминаю, 1998 год. И даже после него - некоторые астрономы считают, что вводить non-baryonic DM не обязательно. Но всё-таки это не мэйнстрим уже.

[druggist]

Munin в сообщении #1002804 писал(а):

Уточните год издания.

PHYSICS OF PARTICLES AND NUCLEI Vol. 43 No. 3 2012
http://www1.jinr.ru/Pepan/2012-v43/v-43-3/01_dol.pdf

[TirionLannister]

Munin в сообщении #1002804 писал(а):

Оно даже может стать "ещё более" не монохроматическим.

А ведь и не подкопаешься Но я знаю неплохой пример. Берем единичный фотон любой энергии и помещаем в некий объем. Пусть он занимает весь этот объем, и пусть в нем будет только один, помещенный нами фотон. Фотон это монохроматическая волна, то есть он описывается конкретной одним значением длины волны, частоты и направления.