Excitações de condensados de Bose-Einstein com interação dipolar

Resumo

No presente projeto pretendemos investigar as excitações em condensados de Bose -Einstein dipolares (DBEC ). Em DBECs , a interação atômica tem uma parte dipolar de longo alcance, além da interação de contato habitual . A equação resultante Gross- Pitaevskii (GP ) , neste caso, é uma equação integro- diferencial parcial e algoritmos especiais são necessários para a sua solução numérica. Nós desenvolvemos um programa numérico para resolver a equação GP tridimensional para CEBs dipolares . Usamos split-step esquema de Crank- Nicolson para a parte não dipolar, o termo dipolar é tratado pela Transformada de Fourier em x , y e z variáveis . Nós também Desenvolvemos um programa numérico para - duas -dimensões quase quase- um-e apropriado para um charuto e DBEC sob armadilhamento radial e axial comprimido, respectivamente em forma de disco . Em todos os casos, os dipolos são assumidos polarizados ao longo da direção z axial. Ao resolver a equação GP, propomo-nos a analisar as propriedades superfluido dos DBECs individuais e multi-componentes . Uma propriedade interessante de condensados de Bose-Einstein é a criação de vórtices quantizados devido à excitação . Não foi feita nenhuma tentativa até agora para explorar o efeito da interação dipolar em simulações tridimensionais sobre estruturas de vórtice e a sua fase de transição . Durante a formação de vórtices de condensado sofre uma deformação, fase fortemente turbulenta , com formação de ondulação e as linhas de vórtice penetrando . As simulações 3D completas podem revelar esses recursos dinâmicos desconhecidos do processo de nucleação de vórtice. Pretendemos observar a transição de fase da estrutura de vórtices devido ao efeito anisotrópico em DBECs. Para analisar as estruturas de vórtices estáveis, nós resolveremos a equação GP dipolar 3D com utilizando a propagação em tempo imaginário. Em seguida, a estabilidade da estrutura de vórtice será investigada pela evolução que na propagação em tempo real . As estruturas de rede de vórtice podem apresentar uma grande variedade dependendo da força dipolar . Já temos notado essas transições de fase nas estruturas de vórtices devido às forças dipolares e mostrado uma estrutura regular pentágono com um vórtice no centro no Cromo, estruturas de redes de vórtices quadrada e triangular com ligeira distorção em condensados de Érbio e Disprósio, respectivamente. DBECs em armadilha anular foram investigados por Karabulut et al. Seus estudos são baseados no modelo quase- bidimensional e, correspondentemente, eles consideraram o potencial radialmente quártico . Motivado por este progresso no estudo das propriedades de rotação de BECs dipolares em potencial quártico , queremos analisar a formação e a estrutura de vórtice utilizando o modelo tridimensional completo. Além disso , pretendemos considerar as armadilhas quárticas ao longo das axial e radial direções de forma independente. Na sequência, deveremos calcular a frequência de rotação crítica neste set-up com relação a forças dipolares . Os resultados completos e três simulações tridimensionais podem revelaras características dinâmicas sobre a nucleação vórtice e flexão do núcleo do vórtice . Ao utilizar o modelo quasi-bidimensional para DBECs , desejamos explorar a nucleação de vórtices em poço de potencial duplo. Além disso, nós estudaremos a nucleação vórtice na mistura de duas componentes de BECs dipolares e não- dipolares . Este estudos revelarão o efeito de interação de longo alcance em vórtices mais distintamente . A observação de dipolos de vórtice na mistura de dois componentes será mais favorável para investigar os efeitos de interface durante a penetração de dipolos de vórtice entre a mistura de DBECs e BECs . No mais, também queremos observar as ondas de choque dispersivas em DBECs . Ainda pretendemos analisar a dinâmica de colapso DBECs de duas componentes resolvendo numericamente a equação GP em três dimensões, com a inclusão de perdas de três corpos .