Thermodynamics of trapped photon gases at dimensional crossover from 2D to 1D

  • Photon Bose–Einstein condensates are characterised by a quite weak interaction, so they behave nearly as an ideal Bose gas. Moreover, since the current experiments are conducted in a microcavity, the longitudinal motion is frozen out and the photon gas represents effectively a two-dimensional trapped gas of massive bosons. In this paper we focus on a harmonically confined ideal Bose gas in two dimensions, where the anisotropy of the confinement allows for a dimensional crossover. If the confinement in one direction is strong enough so that this squeezed direction is frozen out, then only one degree of freedom survives and the system can be considered to be quasi-one dimensional. In view of an experimental set-up we work out analytically the thermodynamic properties for such a system with a finite number of photons. In particular, we focus on examining the dimensional information which is contained in the respective thermodynamic quantities.

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Verfasser*innenangaben:Enrico SteinORCiD, Axel PelsterORCiD
URN:urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-81593
DOI:https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac4ee0
ISSN:1367-2630
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):New Journal of Physics
Verlag:IOP
Dokumentart:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache der Veröffentlichung:Englisch
Datum der Veröffentlichung (online):30.04.2024
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Veröffentlichende Institution:Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
Datum der Publikation (Server):30.04.2024
Ausgabe / Heft:24
Seitenzahl:17
Quelle:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ac4ee0
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten:Kaiserslautern - Fachbereich Physik
DDC-Sachgruppen:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik
Sammlungen:Open-Access-Publikationsfonds
Lizenz (Deutsch):Zweitveröffentlichung