ترموديناميك يك گاز بوزوني نسبيتي تحت دوران

Thermodynamics of a relativistic Bose gas under rotation

اخيرا مطالعه اقرات دوران در سيستم هاي فرميوني و بوزوني از اهميت به سزايي برخوردار شده است. در اين پژوهش سيستمي از گاز بوزوني نسبيتي را تحت چرخش يكنواخت در نظر گرفته و رفتار كميت هاي ترموديناميكي آن را در دماي متنهاي بررسي مي كنيم. در ابتدا متريم دوران و سپس روش زمان ويژه فوك شوينگر تعميم يافته را براي يافتن انتشارگر سيستم بوزوني معرفي مي كنيم. در ادامه جواب هاي معدله كلاين-گوردون را در دستگاه مختصات استوانه اي تعيين و با بهره گيري از روش ياد شده در انتشارگر سيستم بوزوني در حال چرخش را محاسبه مي كنيد. سپس با استفاده از صورت بندي زمان موهومي، پتانسيل ترموديناميكي سيستم را تا مرتبه يك اختلال تعيين و با استفاده از آن كميت هاي ترموديناميكي نظير فشار؛ چگالي آنتروپي، چگالي تكانه زاويه اي را محاسبه مي كنيم. نتايج حاكي از آن است كهك لختي دوراني در سطح اختلال منفي مي شود. اين نتيجه با نتايج اخيير براي لختي دوراني پلاسماي گلئوني مشابهت دارد.

The investigation of the impact of rotation on fermionic and bosonic systems has recently become a significant area of research. In this work, we focus on a system of relativistic Bose gas subjected to uniform rotation and analyze the behavior of its thermodynamic properties at finite temperature. First, we introduce the rotation metric and then the generalized Fock-Schwinger proper-time method to find the propagator of the bosonic system. Additionally, we derive the solutions of the Klein-Gordon equation in cylindrical coordinates and calculate the propagator of a rotating bosonic system using the above-mentioned method. Using the imaginary time formalism at finite temperature, we compute the thermodynamic potential of the system up to the first order of perturbative expansion. Utilizing this potential, we calculate thermodynamic quantities, such as pressure, entropy density, and angular momentum density. The obtained results show that the moment of inertia is negative at the perturbative level. This is similar to the recent findings for the moment of inertia of a gluonic plasma.