Объединенная функция распределения по энергиям квантовых, классических и фрактальных частиц
Терехов С.В.1
1Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина, Донецк, Украина

Email: svlter@yandex.ru
Поступила в редакцию: 16 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 16 октября 2025 г.
Принята к печати: 17 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 28 ноября 2025 г.
В рамках статистической физики были установлены функции распределения по энергиям для классических (распределение Максвелла-Больцмана) и квантовых (распределения Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна) частиц. Развитие нанотехнологий привело к необходимости использовать функцию распределения по энергиям Цаллиса для ансамбля фрактальных частиц. Отличительными чертами перечисленных объединений частиц являются: различимость классических частиц; наличие спина (полуцелый - фермионы, целый - бозоны) у квантовых частиц; геометрические отличия фрактальных частиц. С другой стороны взаимосвязь организационных уровней вещества ставит вопрос о существовании объединенной функции распределения по энергиям указанных объектов. Вид функции распределения находится при использовании метода ячеек Больцмана, путем вычисления большой статистической суммы, использованием вариационного метода и т. д. В данной работе представление известных функций распределения в виде решений соответствующих задач Коши позволило установить вид объединенного выражения для описания средних чисел частиц в квантовых, классических и фрактальных ансамблях. Показано, что при показателе "деформации" q=0.5 фрактальный ансамбль описывается функцией, похожей на энергетический шум в системе. В системах с q<0 фрактальные ансамбли зарождаются при определенном пороговом отрицательном значении (внутренняя энергия фрактальной частицы меньше ее химического потенциала) безразмерной энергии. Ключевые слова: энергетическое состояние, ансамбль частиц, температура, химический потенциал, фрактальная размерность.
- В.Б. Федосеев, А.В. Шишулин. ЖТФ, 91, 1, 39 (2021). doi: 10.21883/JTF.2021.01.50270. 159-20
- Е.А. Уханова, А.В. Смирнов, Б.А. Федоров. Научно-технический вестник СанктПетербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, 2, 60, 66 (2009)
- A.I. Olemskoi, A.B. Kiselev. Physics Letters A 247, 221 (1998)
- С.В. Терехов. Физика и техника высоких давлений 24, 1, 5 (2014)
- И. Пригожин, Д. Кондепуди. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. Мир, М. (2002). 461 с
- Я.С. Бугров, С.М. Никольский. Высшая математика. Т. 3: Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Ряды. Функции комплексного переменного. ООО "Дрофа", М. (2004). 513 с
- А.Г. Браун, И.Г. Левитина. Основы статистической физики. ИНФРА-М, М., (2015). 120 с
- И.А. Квасников. Термодинамика и статистическая физика. Т. 2. Едиториал УРСС, М. (2002). 432 с
- C. Tsallis. J. Stat. Phys. 52, 479 (1988). doi: 10.1007/BF01016429
- P.A. Alemany. Phys. Lett. A 235, 5, 452 (1997). doi: 10.1016/S0375-9601(97)00689-0
- А.И. Олемской. Письма в ЖЭТФ 69, 5, 391 (1999). http://www.jetpletters.ac.ru
- M.L. Lyra, C. Tsallis. Phys. Rev. Lett. 80, 53 (1998). doi: 10.1103/PhysRevLett.80.53
- И.С. Градштейн, И.М. Рыжик. Таблицы интегралов, сумм рядов и произведений. Физматгиз, М. (1963). 1108 с
- М.Л. Смолянский. Таблицы неопределенных интегралов. Физматлит, М. (1963). 112 с