bose_condensation プログラム仕様

Bose-Einstein凝縮の計算と分析を行うモジュール

概要:

このモジュールは、理想ボーズ気体におけるBose-Einstein凝縮現象をシミュレーションし、 関連する物理量(化学ポテンシャル、粒子数、凝縮粒子数など)を計算およびプロットします。

詳細説明:

コマンドライン引数により、動作モード(Fs-α関数のプロットまたは化学ポテンシャルと粒子数の計算)と 計算範囲を設定できます。主要な機能として、Bose-Einstein積分の計算、 与えられた粒子数密度に対する化学ポテンシャルの決定(二分法を使用)、 そしてそれらの結果のグラフ表示が含まれています。

関連リンク: bose_condensation.py - 技術ドキュメント

jsap_crystal.bose_condensation.CalEF(T: float, target_N: float, mass: float, EFmin: float, EFmax: float, eps_val: float) float[ソース]

二分法を用いて、指定された温度と粒子数密度に対する化学ポテンシャルを決定します。

jsap_crystal.bose_condensation.ExecFs(params)[ソース]

Fs-α曲線と粒子数密度Nのプロットを実行します。

jsap_crystal.bose_condensation.ExecMu(params)[ソース]

化学ポテンシャル (mu) および関連するパラメータの計算とプロットを実行します。

jsap_crystal.bose_condensation.Fsalpha(sigma: float, alpha: float, Emax: float = 10.0, eps: float = 1e-08) float[ソース]

Bose-Einstein積分 F_sigma(alpha) を数値的に計算します。

概要: Bose-Einstein関数 F_sigma(alpha) を数値積分を用いて計算します。

jsap_crystal.bose_condensation.Gamma(sigma: float) float[ソース]

ガンマ関数を計算します。

概要: 階乗関数の実数・複素数への一般化であるガンマ関数を再帰的に計算します。 詳細説明:

この実装は再帰を使用し、`sigma`が1や0.5に近い特殊なケースを処理します。 `sigma`が0.5未満の場合、関数はエラーメッセージを表示してプログラムを終了します。

パラメータ:

sigma -- float: ガンマ関数を計算する入力値。

戻り値:

float: 与えられた`sigma`に対するガンマ関数の計算結果。

jsap_crystal.bose_condensation.IntegFunc(y: float, sigma: float, alpha: float) float[ソース]

Bose-Einstein積分 F_sigma(alpha) の被積分関数を定義します。

概要: Bose-Einstein分布関数に関連する積分の一部を形成する被積分関数を計算します。 :param y: float: 積分変数。 :param sigma: float: 関数の次数。 :param alpha: float: 無次元パラメータ(-mu/(kBT))。 :returns: float: 被積分関数の計算結果。

jsap_crystal.bose_condensation.Ne_func(EF: float, T: float, mass: float, Emax: float = 10.0, eps: float = 1e-08) float[ソース]

特定の化学ポテンシャル (EF) と温度 (T) におけるボーズ粒子の密度を計算します。

jsap_crystal.bose_condensation.main()[ソース]

スクリプトの主要な実行フローを制御します。