ボーズ凝縮体における渦の安定性の理論的研究

玻色凝聚涡旋稳定性的理论研究

• 批准号: 02J05919
• 负责人: 水島 健
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J05919/
• 关键词: ボーズ凝縮; 量子渦; 超流動

凝縮体の中心に渦糸一本が存在する孤立渦状態での低励起構造は様々な理論計算によって十分に理解されている.代表的な低エネルギー集団励起の一つとして,凝縮体が二回対称な形状に変形する四重極モードがある.この四重極変形に伴い,系は特定の方向への角運動量を獲得する.量子渦状態では超流動速度場の形成により四重極モードの縮退が解け,その速度場に対して順方向及び逆方向の角運動量を与える二つの四重極モードが出現する.この四重極モードの振動周波数シフトは系の持つ角運動量により特徴づけられるため,四重極励起は角運動量測定に対する重要なアプリケーションとなっている.最近の実験により,この二つの四重極モードの減衰率が劇的に異なっている結果が示された.本研究では,この減衰過程の相違について解明することを試みた.線形応答理論に基づく微視的視点から解析を行った.その結果として,四重極モードと,渦糸の振動モードであるケルビン振動モードとが強く結合した減衰過程が存在することを示した.さらに,その減衰機構は励起する角運動量の方向に対して選択的に存在する,すなわち,実験で測定された減衰率の劇的な相津は,この渦糸振動モードへの減衰機構の有無に起因していることを明らかにした.数値計算により得られた減衰率は実験結果と定量的に一致する.以上の結果によって,量子渦糸状態の低エネルギー構造とその動的な性質に対する明確な理解が得られた.

In the center of the system, there is a situation of isolation, low motivation, theoretical calculation, understanding and understanding. The representative of the "low temperature" collection encourages the first one, and the second part of the condensed body is called "shape", "shape" and "quadrupole". The quadruple shape is related to the specific direction, the angle and the amount of movement. The quantum state superfluid velocity field forms a quadruple velocity field, and the speed response direction and reverse direction of the velocity field are significantly higher than those of the quadrupole velocity field. The four-fold vibration wave number system is used to measure the number of vibration cycles, and the quadruple excitation angle measurement system is used to determine the important parameters. Recently, the results show that there is a significant increase in the rate of decline. In this study, the process of failure is related to each other. The shape should be used to analyze the points of the basic micro-TV. The results show that there are significant changes in the process of failure in the process of failure. There is a correlation between the failure rate of the engine and the failure rate of the engine, and there is a correlation between the failure rate of the engine and the failure rate of the machine. The results of several calculations show that the results are consistent with each other in the quantitative analysis. As a result of the above results, the quantum system has a clear understanding of the performance of the system.

项目成果

水島健 他: "Collective Oscillations of Vortex Lattices in Rotating Bose-Einstein Condensates"Physical Review Letters. 92. 060407,1-060407,4 (2004)

Ken Mizushima 等人：“旋转玻色-爱因斯坦凝聚中涡晶格的集体振荡”物理评论快报 92. 060407,1-060407,4 (2004)

北 孝文: "Spinor Bose-Einstein condensates with many vortices"Physical Review A. 66. 061601 (2002)

Takafumi Kita：“带有许多涡旋的斯皮诺玻色-爱因斯坦凝聚”物理评论 A. 66. 061601 (2002)

水島健 他: "Beliaev Damping an Kelvin Mode Spectroscopy of a Bose-Einstein Condensate in the Presence of a Vortex Line"Physical Review Letters. 90. 180401,1-180401,4 (2003)

Ken Mizushima 等人：“Beliaev Damping an Kelvin Mode Spectroscopy of a Bose-Einstein Condensate in the Presence of a Vortex Line”Physical Review Letters 90. 180401,1-180401,4 (2003)

水島 健: "Mermin-Ho Vortex in Ferromagnetic Spinor Bose-Einstein Condensates"Physical Review Letters. 89. 030401 (2002)

Ken Mizushima：“铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚态中的 Mermin-Ho 涡旋”物理评论快报 89. 030401 (2002)。

水島 健: "Continuous Vortices and Collective Excitations in Ferromagnetic Spinor Bose-Einstein Condensates"Physica B. (掲載予定). (2003)

Ken Mizushima：“铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚中的连续涡流和集体激发”Physica B.（即将出版）。