超流与超导理论和其对应的量子力学理论的比较研究

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众所周知,目前的超流和超导系统的拉格朗日不是相对论协变的,本文给出了超流和超导系统的一般相对论协变的拉格朗日量。发现了相对论协变的拉格朗日量及其所有相应的理论进行近似后可以得到非相对论拉格朗日量及其所有相应的理论。从旧的非相对论协变的拉格朗日密度得到的运动方程是不完整的,它失去了一些重要项。新的运动方程可以近似为旧的运动方程,新的动量和能量可以在某些条件下返回到当前超流系统的能量动量表达式,从一般的拉格朗日密度出发得到的能量和动量是准确的,没有忽略任何项。本文还推导出了在速度场的散度为零的条件下,经典的超流拉格朗日量和新的拉格朗日量给出了两种不同的表现形式,但得到了相同的方程,并得到了它的解。使用两种不同的拉格朗日密度,本文得到不同的力及其相应的量子力学理论。超流和超导系统的拉格朗日量不是相对论协变的,本文可以把它看作是在一定条件下某种相对论协变的拉格朗日量的近似。基于这个想法本文提出了一个新的拉格朗日量,比原来的多出一些项。这表明,从原来的拉格朗日密度得到的运动方程是不完整的,它自动消去了二阶项。本文的拉格朗日密度则解决了这一点,使运动方程更完整。而在附加的近似条件下它可以近似为旧的运动方程。从旧的非相对论协变的拉格朗日密度和新的相对论协变的拉格朗日密度出发,本文得到了不同的守恒流和不同的动量和能量的形式。但在一定条件下后者可以返回到经典超流和超导的形式。这些进一步的说明超流和超导系统的拉格朗日量可以通过本文的拉格朗日密度得到。可以看到原来的拉格朗日密度得到的能量和动量被忽略了一些高阶项,它们是近似的。从本文的拉格朗日密度得到的能量和动量是准确的,也没有忽略高阶项。原来的能量动量只是本文新的能量动量的一个特例。因此,使用严格的,完整的和相对论协变的拉格朗日密度,通过严格的推导,本文为当前超流和超导理论做了修正。也就是说,本文给出了完整和严格的运动方程,能量梯度,渗透动量和马格努斯力。可以看出,目前的超流和超导理论是不严格的,这使得它做了一些近似和并且失去一些重要的项。然而,本文表明,这些项具有重要的物理意义,而不应被丢掉。因此,本文提出了一种新的一般的拉格朗日密度和严格的计算方式,通过这种方式,这些在旧的超流和超导理论中已丢掉了的项都被保留了下来,因而一般的超流和超导理论是完整的,没有像以前那样,这些新出现的项和超流条件对超流、超导和高温超导的研究具有重要参考值。因此,本文的工作不仅对超流体和超导体在理论上有很重要的参考价值,同时对超流体和超导体的实验也具有非常重要的指导意义。
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