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BCS－BECクロスオーバー領域におけるFermi原子気体の超流動ダイナミクス

BCS-BEC 交叉区费米原子气体的超流体动力学

基本信息

批准号：
11J08521
负责人：
荒畑恵美子
金额：
$ 1.02万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08521/
关键词：
原子気体超流動 BCS-BECクロスオーバー

项目摘要

本研究はBCS-BECクロスオーバー領域での光学格子中Fermi原子気体超流動ダイナミクスを記述する新たな理論的枠組みの構築を目的としている。近年、BCS-BECクロスオーバー領域におけるFermi原子気体の実験が盛んに行われ、理論的にも広く研究されている。BCS-BECクロスオーバー領域における超流動ダイナミクスを記述する理論構築のため、まずはクロスオーバー領域の一方の極限であるBEC領域について、既存のBose原子気体の超流動ダイナミクスの理論の検証を行った。特に超流動の性質をよく表す第二音波について研究を行った。近年、非凝縮体が流体力学極限にある領域での音波の伝播の実験が行われ、第二音波の存在を示唆する観測結果が得られている。超流動体における流体力学的音波のダイナミクスを詳細に調べるためには、第一音波と第二音波を同時に観測する必要があるが、第一音波と第二音波が密度の応答として観測可能な振幅で励起するかどうかは明らかにされていないのが現状である。この実験状況下でのBose原子気体における第一および第二音波のパルス伝播のついて凝縮体と非凝縮体を同時に取り扱えるZaremba-Nikuni-Griffin(ZNG)理論を拡張し、数値シミュレーションを行った。本研究では特に、音波の凝縮体および非凝縮体における振幅の温度依存性について、詳しく議論し、第二音波の観測可能性について検証した。また、流体力学極限において、超流動の運動をよく記述する二流体モデルを用いて、音波の凝縮体および非凝縮体における振幅を線形応答理論により解析し、この解析的な結果とシミュレーションで得られた結果を比較することで、第二音波の観測が観測されることを明らかにした。

In this paper, we describe the new theory of Fermi atomic superfluidity in the optical lattice of BCS-BEC. In recent years, the field of BCS-BEC has been studied in the field of Fermi atomic energy. The theoretical construction for describing the superfluid nature of the BCS-BEC keros-OV field and the theoretical verification of the superfluid nature of the existing Bose atomic bodies in the BEC field are carried out. The properties of ultrasonic flow are studied in detail. In recent years, the propagation of sound waves in the field of non-condensed bodies and the existence of second sound waves have been measured. Sound waves of supersonic fluid dynamics are modulated in detail, and the first sound wave and the second sound wave are measured simultaneously. In this case, the first and second sound waves of Bose atomic particles are propagated in condensed and non-condensed bodies. At the same time, the Zaremba-Nikuni-Griffin(ZNG) theory is expanded and the numerical value of the system is calculated. In this study, the temperature dependence of the amplitude of the condensed and non-condensed sound waves is discussed in detail, and the possibility of detection of the second sound wave is examined. The results of the analysis are compared with those of the measurement of the second sound wave.