Caracterização da turbulência quântica em um gás bosônico aprisionado (2025)
- Authors:
- Autor USP: MARINO, ÁTTIS VINÍCIUS MARTINES - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- DOI: 10.11606/D.76.2025.tde-05092025-085002
- Subjects: CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN; SUPERFLUIDEZ; VÓRTICES DOS FLUÍDOS; TURBULÊNCIA ELETROSTÁTICA
- Keywords: Bose-Einstein condensate; Quantum turbulence; Quantum vortices; Superfluidos; Superfluids; Turbulência quântica; Vórtices quânticos
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho investiga a dinâmica fora do equilíbrio de um condensado de Bose-Einstein (BEC) de ^[87]Rb aprisionado em um potencial harmônico anisotrópico, utilizando simulações numéricas da equação de Gross-Pitaevskii tridimensional. A turbulência quântica (TQ) é gerada espontaneamente a partir do decaimento de um estado inicial contendo um par de vórtices quânticos antiparalelos e duplamente carregados (n = ±2). A análise da evolução temporal foca na caracterização do estado turbulento resultante. A distribuição de momentos n(k, t) e o espectro de energia cinética incompressível Einc(k, t) são calculados, revelando o estabelecimento de leis de potência consistentes com o regime de turbulência de Vinen (Einc α k^[1] e n(k) α k^[3]) em uma faixa intermediária de números de onda, apesar da limitada separação de escalas do sistema. A análise direcional de n(ki, t) demonstra uma rápida isotropização no espaço de momentos, contrastando com a anisotropia espacial persistente da armadilha. Os fluxos de energia e partículas no espaço k são computados, evidenciando uma cascata direta de partículas na região inercial e oscilações acopladas aos modos coletivos de respiração e quadrupolar do condensado. A análise de fase das oscilações de n(k, t) revela uma mudança de fase dependente de k, sugerindo uma dinâmica complexa no acoplamento entre a turbulência e os modos de baixa energia. Os resultados confirmam que o decaimento de vórtices multicarregados é um mecanismoeficaz para gerar TQ do tipo Vinen em BECs aprisionados e estabelecem que o sistema evolui para um regime cineticamente dominado (E(k) α k^[2]n(k)) nas escalas turbulentas
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
- Data da defesa: 16.06.2025
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
MARINO, Áttis Vinícius Martines. Caracterização da turbulência quântica em um gás bosônico aprisionado. 2025. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-05092025-085002/. Acesso em: 06 maio 2026. -
APA
Marino, Á. V. M. (2025). Caracterização da turbulência quântica em um gás bosônico aprisionado (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-05092025-085002/ -
NLM
Marino ÁVM. Caracterização da turbulência quântica em um gás bosônico aprisionado [Internet]. 2025 ;[citado 2026 maio 06 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-05092025-085002/ -
Vancouver
Marino ÁVM. Caracterização da turbulência quântica em um gás bosônico aprisionado [Internet]. 2025 ;[citado 2026 maio 06 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-05092025-085002/ - Observables' evolution of a trapped quantum gas
- Evolução dos observáveis de um gás quântico aprisionado
- Observables evolution of a turbulent quantum fluid
- Evolução dos observáveis de um fluido quântico turbulento
- Momentum distribution of Vinen turbulence in trapped atomic Bose-Einstein condensates
- Momentum distribution of Vinen turbulence in trapped atomic Bose-Einstein condensates
- Análises computacionais de condensados de Bose-Einstein turbulentos
- Análises computacionais de condensados de Bose-Einstein turbulentos
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