Excitations in Bose-Einstein condensates: collective modes, quantum turbulence and matter wave statistics (2016)
- Authors:
- Autor USP: TAVARES, PEDRO ERNESTO SCHIAVINATTI - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- Subjects: CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN; FÍSICA MODERNA; TURBULÊNCIA; MECÂNICA ESTATÍSTICA QUÂNTICA
- Keywords: Bose-Einstein condensation; Collective modes; Condensação de Bose-Einstein; Estatística de ondas de matéria; Matter wave statistics; Modos coletivos; Quantum turbulence; Turbulência quântica
- Language: Inglês
- Abstract: Nesta tese, descrevemos a produção e os estudos de condensados de Bose-Einstein, em átomos de 87Rb, perturbados através de excitações oscilatórias. Os átomos aprisionados são aprisionados em uma armadilha magnética harmônica onde produzimos o condensado de Bose-Einstein após o processo de resfriamento evaporativo. Com o objetivo de estudar o efeito de excitações oscilatórias, um campo magnético quadrupolar temporalmente oscilanteé superposto ao campo de aprisionamento. Através dessa perturbação, podemos observar a excitação de modos coletivos no condensado. Mesmo para baixas amplitudes de excitação, o modo dipolar é facilmente excitado. Porém, observamos que para excitar o modo quadrupolar no condensado é necessária uma energia mínima. Através da expansão em tempo de voo da nuvem excitada, identificamos que, para amplitude de excitação na quail o modo quadrupolar é excitado, a nuvem expande sem inverter o aspect ratio. Analisando essas nuvens por longos tempos de voo, foi possível observar alguns vórtices e, às vezes, um estado turbulento na nuvem condensada. Calculamos a distribuição de momento dessas nuvens e notamos que ela exibe um comportamento de lei de potência, parecido com a lei de Kolmogorov para turbulência. Além disso, mostramos que pelo nosso método que desenvolvemos para calcular a distribuição de momento, a forma da curva dessa distribuição (inclusive o expoente da lei de potência) exibe uma dependência com o modo quadrupolar de oscilação da nuvem. Adistribuição desordenada de picos e depleções, na imagem da distribuição de densidade do condensado turbulento expandido, assemelha-se ao perfil de intensidade de um feixe de luz com speckle. A analogia entre speckle de onda de matéria e de luz é fundamentada através das semelhanças entre a propagação (ou expansão) dessas duas ondas. Além disso, a função de correlação de segunda ordem foi calculada e a mesma dependência com a distância foi observada para as duas ondas. Isto cria a possibilidade de entender melhor as propriedades da matéria quântica em um estado de desordem. A propagação de um campo de speckle tridimensional (como é o caso do speckle de onda de matéria aqui descrito) cria uma oportunidade de investigar o fenômeno de speckle em dimensões maiores que 2D (o caso do speckle de luz)
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2016
- Data da defesa: 06.04.2016
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ABNT
TAVARES, Pedro Ernesto Schiavinatti. Excitations in Bose-Einstein condensates: collective modes, quantum turbulence and matter wave statistics. 2016. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2016. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-14062016-152601/. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Tavares, P. E. S. (2016). Excitations in Bose-Einstein condensates: collective modes, quantum turbulence and matter wave statistics (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-14062016-152601/ -
NLM
Tavares PES. Excitations in Bose-Einstein condensates: collective modes, quantum turbulence and matter wave statistics [Internet]. 2016 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-14062016-152601/ -
Vancouver
Tavares PES. Excitations in Bose-Einstein condensates: collective modes, quantum turbulence and matter wave statistics [Internet]. 2016 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-14062016-152601/ - Consequências das excitações oscilatórias em condensados de Bose-Einstein
- Dynamical evolution and decay of multi-charged quantum vortex in a Bose-Einstein condensate
- Energy cascade in a far-from-equilibrium inhomogeneous trapped Bose gas obtained by power spectrum analysis
- Turbulent BEC: experimental characterization and universal scaling properties for time/space evolution
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