Le second coefficient du viriel de H atomique ; effet des variables internes
Résumé
On considère un gaz d'atomes d'hydrogène supposé stable (pas de recombinaison moléculaire), dont les variables internes de spins électronique et nucléaire sont décrites par un opérateur densité fixé ρSI. Les atomes étant chacun constitué d'une paire de fermions (un proton et un électron), non indissociable du fait de l'existence des collisions d'échange de spin, leur comportement de bosons n'est pas évident. Le but de cet article est de discuter dans quelle mesure la pression du gaz est effectivement celle d'un gaz de bosons indissociables, dans le cadre d'un calcul limité à celui du second coefficient du viriel (correction du second ordre en densité pour un gaz dilué). On trouve que ce coefficient comprend en fait plusieurs termes, soit de statistique pure (effets d'indiscernabilité en l'absence d'interaction entre atomes), soit d'interaction et de statistique combinées (effets des potentiels Vg et Vu). Tous ces termes dépendent explicitement des valeurs moyennes d'un certain nombre d'opérateurs de spin, calculables à partir de ρSI. Le terme de statistique pure, dominant à très basse température, correspond à l'échange d'atomes complets (échange simultané de leurs protons et de leurs électrons), ce qui explique son caractère bosonique. En revanche, dans les termes liés aux interactions apparaissent, non seulement des contributions provenant de l'échange d'atomes complets, mais également des contributions liées à l'échange d'un type de particule seulement (protons ou électrons) qu'on peut relier aux effets des collisions d'échange de spin.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt
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