两束处于玻色-爱因斯坦凝聚态的原子相遇时能无障碍通过吗?就象对方不存在一样?虽然还是不太明白，我之所以提这个问题,是因为有人以光子束之间能无障碍通过来否定光的粒子性(宏观情

来源：学生作业帮助网编辑：作业帮时间：2024/05/10 07:24:24

两束处于玻色-爱因斯坦凝聚态的原子相遇时能无障碍通过吗?就象对方不存在一样?虽然还是不太明白，我之所以提这个问题,是因为有人以光子束之间能无障碍通过来否定光的粒子性(宏观情
两束处于玻色-爱因斯坦凝聚态的原子相遇时能无障碍通过吗?就象对方不存在一样?
虽然还是不太明白，
我之所以提这个问题,是因为有人以光子束之间能无障碍通过来否定光的粒子性(宏观情况下两粒子相碰必然不能相互穿过)。他这种质疑有道理吗？我该如何回答？（注意，请别用波动理论来解释这种相互穿过！）

两束处于玻色-爱因斯坦凝聚态的原子相遇时能无障碍通过吗?就象对方不存在一样?虽然还是不太明白，我之所以提这个问题,是因为有人以光子束之间能无障碍通过来否定光的粒子性(宏观情
“光子束之间能无障碍通过”的认识是错误的!光子之间是能够通过交换虚的带电的正负费米子对（主要就是正负电子）而相互作用的,这没有经典对应,经典物理确实认为光子之间是无相互作用的,但更正确的量子电动力学认为光子之间也有很微弱的相互作用.
那个凝聚态是针对无相互作用的玻色子而言的,不少原子确实可因其内部电子成对、核子成对而等效于一个玻色子,但原子之间有微弱的相互作用（电磁力的残余——范德华力）,它不是严格意义上的无相互作用的玻色子,所以,相遇时不会完全视对方为无物.
光子是很典型的彼此之间无相互作用的玻色子,它所形成的才是严格意义上的玻-爱凝聚态.不过一般光子也不处于凝聚态……你等等,我去问问一位认识的北大高材生,看他怎么说.
下面是我与那位北大物理系同学的讨论（有不少问题我觉得还没解决……你看看你还有什么要问的吗?）
问：
1）单色平面光子群就是玻-爱凝聚态吗?
2）两束处于玻-爱凝聚态的玻色子群,彼此可以相互穿越而完全不会互相影响吗?
3）一般光束的相互穿越与2）问中的情形有何异同?
答：
1）不是.光子没有玻-爱凝聚的状态,因为化学势恒为0.
2）我想应该不会,即使相互作用非常微弱,统计上带来的等效的相互作用应该无法消除.
3）既然1）的答案为否,一般光子群自然不满足2）的条件.不过光子之间是会发生散射的,所以也不是完全没有互相影响,但是其领头阶就是单圈形式的,其S矩阵元的领头项与（1/137）的平方成正比.
问：
1）光子的化学势恒为0,这是为什么?是因为不同频率的光子之间不会自发地相互转变?
2）不大理解,你说“统计上带来的等效的相互作用应该无法消除”是说这种相互作用可以使得凝聚态中的粒子保持“队形”而不被另一束凝聚态中的粒子干扰?那若这两束的电磁相互作用足够大呢?
3）光子之间没有相互作用力,之所以还能相互散射,完全是由于统计性的原因吗?但1/137,看来这种相互作用又是电磁性的?
答：
1）dU=TdS-pdV+udN,光子数可以不守恒那么化学势一定是0.
2）这句的意思理解反了.我是说即使电磁相互作用很小两束粒子应该依然可以互相干扰.
3）光子之间发生的是电磁相互作用,所交换的可看成正反费米子对.
问：
光子数不守恒具体来说是什么意思?哪种粒子的数目是守恒的呢?不都可以以正负粒子的形式从能量中诞生吗?
答：
对于有质量粒子,kTkT,是否也可B-E凝聚?
3）光子之间的散射概率与光的频率有关吗?
答：
1）是.
2）不可以.凝聚是化学势随温度上升到0而无法继续升高,从而使得宏观数目的粒子集中在基态上的现象.比较mcc与kT是为说明为什么其他粒子的化学势可以不为0,而不是说凝聚的问题.凝聚是极低温度的粒子集中在基态的现象,高能粒子就更不容易发生凝聚了.
3）有关.具体可计算一下领头阶六个图的和,虽然说不发散,但是运算量比较大,所以我还没计算过具体的矩阵元.
问：
这样说是否可以?——两束处于玻-爱凝聚态的玻色子群,在各自的惯性系里,各自群中的各个粒子的动量都趋于0；当它们彼此相互穿越时,由于这两个群中的所有粒子有这样的趋势——在两群共同的惯性系里各个粒子的动量都趋于0,这样,两群中粒子本有不同的动量,现在却趋于一致,因此,相互穿越时,两者必然要相互影响.
答：
我是这么想的.