Сотнiков А. Г. Першопринципні та середньопольові теоретичні підходи до опису близькокритичних явищ у квантових газах

У дисертаційній роботі представлені результати досліджень близькокритичних явищ та фазових переходів у квантових газах за допомогою першопринципних та середньопольових теоретичних підходів. Досліджено термодинамічні характеристики ідеальних газів в режимі квантового виродження на всьому інтервалі температур, у тому числі, де розкладання в рамках теорії збурень є непридатними. Виявлено ефекти фільтрації сигналів оптичного діапазону ультрахолодними бозе-газами атомів лужних металів та показано принципову можливість прискорення релятивістських частинок такими системами у стані бозе-конденсації. Узагальнено теоретичний підхід динамічної теорії середнього поля на випадки опису взаємодіючих фермі-газів з різними амплітудами тунелювання, густиною частинок, високими спіновими симетріями та за наявності обмінної взаємодії між частинками по типу зв'язку Гунда. Отримано фазові діаграми магнітних фаз та представлено ефективні спінові моделі у границях сильного зв'язку для ультрахолодних газів фермі-атомів в оптичних ґратках. Теоретично передбачено явище конденсації спін-триплетних екситонів у кристалах оксидів кобальту та пояснена гістерезисна поведінка таких сполук у зовнішньому сильному магнітному полі. Отримано та проаналізовано низькотемпературні фазові діаграми групи кристалів на основі оксидів кобальту з домішками елементів групи лантану, кальцію, стронцію та фтору. Досліджено дисперсійні характеристики екситонних збуджень у таких системах та показано, що результати розвинутих теоретичних підходів добре узгоджуються з проведеними експериментами з резонансного непружного рентгенівського розсіяння.