Изучены особенности бозе-конденсации в равновесном идеальном газе, состоящем из заряженных фермионов двух сортов и их связанных состояний — водородоподобных атомов, при
наличии равновесия между фотонами и веществом. Показано, что основное влияние в этих условиях на явление бозе-эйнштейновской конденсации (БЭК) оказывает существование уровней, связанных со сверхтонким расщеплением основного состояния водородоподобного атома.
На основе учета эффектов, обусловленных дополнительным расщеплением уровней сверхтонкой структуры основного состояния во внешнем однородном постоянном магнитном поле (эффекты Зеемана, Пашена—Бака), найдены зависимости критической температуры и плотности
конденсата от напряженности магнитного поля. Обнаружено, что в условиях полного статистического равновесия в системе конденсат образуется только атомами, которые находятся в состоянии с наименьшей энергией. Показано, что в случае отсутствия равновесия между излучением и веществом систему в области сверхнизких температур и малых плотностей можно
рассматривать как многокомпонентный идеальный газ водородоподобных атомов. Установлено
существование иерархии температур индивидуального перехода каждого из компонентов к состоянию с БЭК. Найдены выражения для критических температур и плотностей числа частиц в
конденсате для каждого из компонентов системы.
Вивчено особливості бозе-конденсації в рівноважному ідеальному газі, що складається з
ферміонів двох сортів та їх зв’язаних станів — воднеподібних атомів, при наявності рівноваги
між фотонами та речовиною. Показано, що основний вплив в цих умовах на явище бозе-ейнштейнівської конденсації (БЕК) вчиняє існування рівнів, пов’язаних із надтонким розщепленням основного стану воднеподібного атома. Базуючись на урахуванні ефектів, обумовлених
додатковим розщепленням рівнів надтонкої структури основного стану в зовнішньому однорідному сталому магнітному полі (ефекти Зеємана, Пашена—Бака), знайдено залежності
критичної температури та густини конденсату від напруженості магнітного поля. Виявлено, що
в умовах повної статистичної рівноваги в системі конденсат утворюється тільки атомами, які
знаходяться у стані з найменшою енергією. Показано, що у випадку відсутності рівноваги між
випроміненням і речовиною систему в області наднизьких температур і малих густин можна
розглядати як багатокомпонентний ідеальний газ воднеподібних атомів. Встановлено існування ієрархії температур індивідуального переходу кожного з компонентів до стану з БЕК. Знайдено вирази для критичних температур і густин числа частинок у конденсаті для кожного з
компонентів системи.
The Bose condensation features of an equilibrium
ideal gas consisting of two kinds of charged
fermions and their bound states — hydrogen-like
atoms with equilibrium between photons and a
matter — are studied. It is shown that in these
conditions the existence of levels, associated
with the ultrafine splitting of the ground state
of hydrogen-like atoms, influences the Bose—Einstein
condensation (BEC) phenomenon most of
all. Taking into account the effects, caused by
an additional splitting of the ultrafine splitted
ground state levels in external uniform fixed
magnetic field (Zeeman, Pashen—Bac effects),
the magnetic field dependences of critical temperature
and condensate density are found. It is
also found that in the conditions of statistical
equilibrium set in the system the condensate is
formed only by atoms in the state with the lowest
energy. It is shown that with no equilibrium
between radiation and matter the system at
ultralow temperatures and low densities can be
described as a multicomponent ideal gas of hydrogen-like
atoms. It is found that there exists a
hierarchy of temperatures for an individual transition
of each of the components to the BEC
state. Equations for critical temperatures and
particle number densities in the condensate for
each of the system components are derived.
