Fermi-Dirac Integrals in Degenerate Regimes: Novel Asymptotic Expansion
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2FCZ______%3A_____%2F24%3AN0000055" target="_blank" >RIV/CZ______:_____/24:N0000055 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10773-024-05695-8" target="_blank" >https://link.springer.com/article/10.1007/s10773-024-05695-8</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1007/s10773-024-05695-8" target="_blank" >10.1007/s10773-024-05695-8</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Fermi-Dirac Integrals in Degenerate Regimes: Novel Asymptotic Expansion
Popis výsledku v původním jazyce
We characterize in a novel manner the physical properties of the low temperature Fermi gas in the degenerate domain as a function of temperature and chemical potential. For the first time we obtain low temperature T results in the domain where several fermions are found within a de Broglie spatial cell. In this regime, the usual high degeneracy Sommerfeld expansion fails. The other known semi-classical Boltzmann domain applies when fewer than one particle is found in the de Broglie cell. We also improve on the understanding of the Sommerfeld expansion in the regime where the chemical potential is close to the mass and also in the high temperature regime. In these calculcations we use a novel characterization of the Fermi distribution allowing the separation of the finite and zero temperature phenomena. The relative errors of the three approximate methods (Boltzmann limit, Sommerfeld expansion, and the new domain of several particles in the de Broglie cell) are quantified.
Název v anglickém jazyce
Fermi-Dirac Integrals in Degenerate Regimes: Novel Asymptotic Expansion
Popis výsledku anglicky
We characterize in a novel manner the physical properties of the low temperature Fermi gas in the degenerate domain as a function of temperature and chemical potential. For the first time we obtain low temperature T results in the domain where several fermions are found within a de Broglie spatial cell. In this regime, the usual high degeneracy Sommerfeld expansion fails. The other known semi-classical Boltzmann domain applies when fewer than one particle is found in the de Broglie cell. We also improve on the understanding of the Sommerfeld expansion in the regime where the chemical potential is close to the mass and also in the high temperature regime. In these calculcations we use a novel characterization of the Fermi distribution allowing the separation of the finite and zero temperature phenomena. The relative errors of the three approximate methods (Boltzmann limit, Sommerfeld expansion, and the new domain of several particles in the de Broglie cell) are quantified.
Klasifikace
Druh
J<sub>ost</sub> - Ostatní články v recenzovaných periodicích
CEP obor
—
OECD FORD obor
10308 - Astronomy (including astrophysics,space science)
Návaznosti výsledku
Projekt
—
Návaznosti
V - Vyzkumna aktivita podporovana z jinych verejnych zdroju
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
International Journal of Theoretical Physics
ISSN
0020-7748
e-ISSN
1572-9575
Svazek periodika
63
Číslo periodika v rámci svazku
7
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
30
Strana od-do
163 (1-30)
Kód UT WoS článku
001262287600002
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85197540909