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Vortices and impurities in atomic superfluids: self-similar expansion and Tkachenko polaron (2014)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: CARACANHAS, MôNICA ANDRIOLI - IFSC
  • Unidades: IFSC
  • Sigla do Departamento: FCM
  • Subjects: CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN; TURBULÊNCIA; FÍSICA ATÔMICA
  • Keywords: Condensação de Bose-Einstein; Modos de Tkachenko; Polaron; Turbulência quântica
  • Language: Inglês
  • Abstract: Neste projeto de doutorado estudamos dois aspectos em condensados de Bose-Einstein de gases alcalinos diluídos: (i) a expansão auto-similar de um superfluido turbulento, e (ii) a física dos pólarons no contexto de misturas de superfluidos e redes de vórtices. Ambas as análises estão relacionadas com nossas tendências experimentais em átomos frios. Na primeira etapa generalizamos as equações hidrodinâmicas dos superfluidos para descrever a expansão anômala de uma nuvem condensada turbulenta. A física por detrás dessa assinatura característica da natureza turbulenta da nuvem pôde ser compreendida através das equações derivadas em nosso modelo, que considerou a energia cinética advinda de uma configuração de vórtices enovelados. Na segunda parte do trabalho abordamos a física do pólaron, analisando as propriedades de uma impureza neutra acoplada com os modos Tkachenkos de um condensado de Bose-Einstein contendo uma rede de vórtices. Através da função espectral da impureza, pudemos acompanhar a evolução das propriedades de quase-partícula em função da magnitude do parâmetro de interação, à medida que caminhávamos em direção ao regime de baixas energias do sistema. A função espectral apresentou inicialmente um alargamento do seu perfil Lorentziano para baixos valores dos momentos da impureza e das excitações, mesmo a temperatura zero. Ao atingir a proximidade de um ponto fixo de baixas energias, porém, o espectro passa a adquirir um perfil de decaimento com lei de potência.Trata-se de uma assinatura do fenômeno da catástrofe de ortogonalidade, com a quebra da natureza de quase-particula do sistema. Aplicamos uma transformação canônica com operadores unitários e técnicas de grupo de renormalização para avaliar o fluxo das constantes da teoria à medida que diminuíamos as escalas de energia características do nosso sistema. Na etapa final apresentamos alguns resultados preliminares sobre o sistema de duas espécies de condensado sobrepostas, uma delas contendo a rede de vórtices. Por meio de uma analogia com superfluidos em redes ópticas, mapeamos nosso Hamiltoniano em um modelo Bose-Hubbard e variamos o comprimento de espalhamento atômico das espécies envolvidas para induzir a transição de fase quântica naquela aprisionada na rede. Mostramos que essa nossa nova configuração quântica de rede permite investigações que vão além daquelas estudadas com redes ópticas estáticas
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 06.06.2014
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    • ABNT

      CARACANHAS, Mônica Andrioli; BAGNATO, Vanderlei Salvador. Vortices and impurities in atomic superfluids: self-similar expansion and Tkachenko polaron. 2014.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2014. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-14082014-090143/ >.
    • APA

      Caracanhas, M. A., & Bagnato, V. S. (2014). Vortices and impurities in atomic superfluids: self-similar expansion and Tkachenko polaron. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-14082014-090143/
    • NLM

      Caracanhas MA, Bagnato VS. Vortices and impurities in atomic superfluids: self-similar expansion and Tkachenko polaron [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-14082014-090143/
    • Vancouver

      Caracanhas MA, Bagnato VS. Vortices and impurities in atomic superfluids: self-similar expansion and Tkachenko polaron [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-14082014-090143/


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