Dynamics of the Bose-Einstein condensation: analogy with the collapse dynamics of a classical self-gravitating Brownian gas
我们考虑了半经典福克-普朗克方程中的自由玻色子气体的动力学,并给出了物理证明。在这种情况下,我们发现正则系综中的玻色-爱因斯坦凝聚与经典自引力布朗粒子气体的引力坍缩之间有惊人的相似性。本文主要致力于对该模型中的玻色-爱因斯坦“混沌”进行全面的研究。我们发现在玻色-爱因斯坦凝聚温度$T_c$下,化学势$μ(t)$以我们精确计算的普适速率指数地消失。在$T_c$下面,我们用解析方法证明了$\sqrt{μ(t)}$在有限时间内线性地消失于$t_{coll}$。在$t_{coll}$之后,冷凝物的质量随时间线性增长,并且在长时间内指数地饱和到其平衡值。我们还给出了密度标度函数的分析结果,标度修正,和指数弛豫时间。最后,我们发现平衡时间(高于$T_c$)和崩溃时间$t_{coll}$(低于$T_c$),都表现得像$-T_c^{-3}\ln|T-T_c|$,接近$T_c$。
2006-06-27 cond-mat.stat-mech
Prethermalization and wave condensation in a nonlinear disordered Floquet system
研究周期性踢击的Gross-Pitaevskii无序系统,通过弱无序和踢击强度抑制带间加热,实现指数长寿命的预热化平台和波凝聚,可用于非线性光学或超冷原子实验。
2021-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Microcanonical temperature for a classical field: application to Bose-Einstein condensation
我们表明,投影Gross-Pitaevskii方程(PGPE)可以精确地映射到经典的位置和动量变量的Hamilton运动方程。利用这个映射,我们适应统计力学中开发的技术来计算微正则系综中经典玻色场的温度和化学势。我们应用该方法模拟的PGPE,它可以用来代表在有限温度下的玻色凝聚气体的高度占领模式。该方法是严格的,有效的超越微扰理论的领域,并同意与早期的方法相同的系统的温度测量。利用这种方法,我们表明,在一个均匀的玻色气体与紫外截止的晶格上的凝聚的临界温度的相互作用强度的增加。我们讨论了如何确定玻色气体在连续极限的温度移动使用这种类型的计算,并获得与更复杂的蒙特卡罗模拟的协议的结果。我们还考虑了比热的行为。
2003-10-02 cond-mat.stat-mech
When does lasing become a condensation phenomenon?
我们提出了一种在噪声环境(自发发射等)下线性光子模系统(如连续激光腔)中的一般经典光凝聚(LC)现象,基于以损失-增益尺度而不是以光子能量对模式进行加权。其特征在于从多模振荡到单模振荡的急剧转变。该研究使用了线性多变量朗之万公式,它给出了一个模式占用层次结构,功能类似于玻色-爱因斯坦统计。我们发现,当光谱滤波具有接近最低损耗模式的幂律依赖性,指数小于1时,会发生凝聚。然后,我们讨论了如何以及何时凝聚发生在光子系统中,它如何涉及到激光,以及在激光腔中观察规则的光子玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的困难。我们提出的可能性,最近的实验光子凝聚在光学腔属于经典LC或激光类,而不是一个热量子BEC现象。
2012-11-22 cond-mat.stat-mech physics.optics
The Harmonic Oscillator Potential Perturbed by a Combination of Linear and Non-linear Dirac Delta Interactions with Application to Bose-Einstein Condensation
本文求解含线性与非线性 Dirac δ 扰动的一维谐振子 Schrödinger 模型,并将其用于描述带凹坑势谐振阱中 Bose 气体的多体相互作用及凝聚性质。
2024-04-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Condensation in disordered lasers: theory, 3D+1 simulations and experiments
在结构无序的情况下,光子的多次散射和波的局部化产生类似相干发射的复杂过程仍然是未被探索的。在这里,我们表明,一个单一的非线性薛定谔方程,标准激光器的Schawlow-Townes定律的作用,定量再现实验结果和三维时域并行模拟的胶体激光系统。
2008-09-09 cond-mat.stat-mech physics.optics
Bose-Einstein condensation and the glassy state
经典液体和经典有序固体之间的区别很容易,取决于它们不同的对称性。经典玻璃和经典液体之间的区别更加困难,因为玻璃也是无序的。不同之处在于玻璃杯是冷冻的,而液体不是。在这篇文章中,提出了一个平衡测量,区分玻璃和液体。选择这种测量是基于这样的想法,即在一个没有冻结的系统中,粒子排列下的对称性是物理相关的,因为粒子可以通过实际的物理运动来排列。在冻结系统中,情况并非如此。在量子玻色系统中,有一个自然参数可以区分冻结和非冻结状态。这是玻色凝聚分数。在这篇文章中,它显示了如何推广这一概念,在一个自然的方式,经典系统,以区分玻璃和液体。玻色系统的基态波函数和统计权函数之间的形式相似性使得经典系统中玻色-爱因斯坦凝聚分数的定义成为可能。它在液体中是有限的,在冻结状态下为零。液体中冷凝部分的实际值也可以用作液体中玻璃质的量度。它越小,液体的玻璃化程度越大。
2004-07-06 cond-mat.stat-mech
Time-dependent condensation of bosonic dysprosium
Institute for Theoretical Physics, Heidelberg University(海德堡大学理论物理研究所)
研究超冷¹⁶⁴Dy原子中磁偶极相互作用对热化和玻色-爱因斯坦凝聚形成的影响,并预测时变凝聚分数。
2025-12-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Microscopic dynamics and Bose-Einstein condensation in liquid helium
本文回顾液体理论,提出液氦中移动原子在有限能量态积累形成动量凝聚,与实验相符,并解释超流性,转变温度计算误差在15%内。
2025-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
2D Crystal Shapes, Droplet Condensation and Exponential Slowing Down in Simulations of First-Order Phase Transitions
用于模拟一阶相变的多规范系综模拟遭受指数减慢。蒙特卡罗自相关时间随自由能势垒$ΔF$呈指数发散,自由能势垒$ΔF$在$L^d$盒中增长为$L^{d-1}$。我们研究了二维Ising模型在温度$T/T_c=0.63$下对两种不同的晶格流形,环形晶格和立方体表面的情况。对于这两种几何形状的效果是由服从几何约束的各种经典晶体形状之间的不连续液滴形状过渡。我们使用经典的液滴理论和数值模拟来计算过渡点和势垒高度。环形晶格上,我们确定有限的尺寸修正液滴的自由能,这是由吉布斯-汤姆逊修正,毛细波波动修正,常数项和对数项的液滴体积的线性组合。托尔曼修正案缺席。此外,我们研究了有限尺寸效应对凝聚相变的影响,这种相变发生在无限大系统中的Onsager值的磁化。我们发现,这个过渡也是不连续的顺序。经典液滴理论和吉布斯-汤姆逊修正的组合产生一个公平的描述的过渡点和大液滴的液滴尺寸不连续性。我们还估计了在共存时形成稳定液滴所需克服的成核势垒。
2003-04-14 cond-mat.stat-mech
Bose-Einstein condensation and Casimir effect for ideal Bose Gas confined between two slabs
本文研究了具有Dirichlet边界条件的三维板状理想玻色气体系统的Casimir效应。计算了在玻色-爱因斯坦凝聚温度($T_c$)以下和以上的Casimir力对温度($T$)的依赖关系。在$T\le T_c$处,Casimir力以$[\frac{T}{T_c}]^{3/2}$形式消失。对于$T\gtrsim T_c$,它弱依赖于温度。对于$T\gg T_c$,它以指数方式消失。在有限温度下,两个板之间的热化光子的这种力具有与$\hbar$无关的经典表达式。在有限温度下,我们系统的Casimir力依赖于$\hbar$。
2007-02-13 cond-mat.stat-mech
Bose-Einstein Condensation and Casimir Effect of Trapped Ideal Bose Gas in between two Slabs
本文研究了三维理想玻色气体系统的玻色-爱因斯坦凝聚,该系统沿两个垂直方向被简谐囚禁,沿另一个垂直方向被限制在两个平板之间。我们计算了两个平板之间的Casimir力,这个系统的被困玻色气体。在有限温度下,两个板之间的热化光子的这种力具有与$\hbar$无关的经典表达式。在有限温度下,我们系统的Casimir力依赖于$\hbar$。对于Casimir力的计算,我们只考虑Dirichlet边界条件。我们发现,低于冷凝温度($T_c$)的Casimir力,这个非相互作用系统随温度($T$)和$T\gtrsim T_c$,它是独立的温度。我们还讨论了三维高各向异性简谐囚禁理想玻色气体的Casimir效应。
2007-01-25 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Bose-Einstein Condensation
本文利用三维Gross-Pitaevskii方程的数值模拟研究了非平衡条件下玻色-爱因斯坦凝聚体的形成。为此,我们设置初始随机弱非线性激励和强迫在高波数,并研究湍流谱向低波数的传播。我们的主要目标是比较的结果与以前的弱波湍流动力学方程的发展谱。我们证明了存在一个政权,其中良好的协议与波湍流的结果被发现在前面讨论的自相似的解决方案的主要特点。特别是,我们发现一个合理的协议与低频和高频幂律渐近的演变的解决方案,包括异常的幂律指数$x^* \approx 1.24$的三维波作用谱。我们还研究了制度非常弱的湍流,当演变是由离散的傅立叶空间的影响,和强湍流制度时,新兴的冷凝修改的波动动力学,并导致形成强非线性对流涡旋。
2021-05-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.CD
Theory of coherence in Bose-Einstein condensation phenomena in a microwave driven interacting magnon gas
最近报道了微波激发下室温下在钇铁石榴石(YIG)薄膜中形成磁振子准平衡玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的强有力的实验证据。在这里,我们提出了一个理论的磁振子气体驱动的微波场远离平衡表明,非线性磁相互作用创造合作机制的相变的开始,导致自发产生的量子相干性和磁动力学秩序在宏观尺度上。该理论为平面磁化的YIG薄膜中磁振子BEC的形成提供了严格的支持。我们表明,只有当微波驱动功率超过阈值时,系统才会产生相干性,并且BEC的布里渊散射光强度作为功率的函数的理论结果与实验数据一致。该理论还定量地解释了当驱动功率超过临界值时,YIG薄膜中BEC磁振子对汇合产生的均匀模的微波辐射的实验测量。
2009-02-18 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Driven-dissipative, non-equilibrium Bose-Einstein condensation of just a few photons
相干性是量子凝聚体的一个定义性特征。这些凝聚体本质上是多模现象,在宏观极限下,要解决单个模式的种群和它们之间的相干性变得非常困难。在这项工作中,我们证明了非平衡玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的光子在雕刻染料填充的微腔,其中发现阈值的$8\pm 2$光子。有了这种纳米凝聚物,我们就能够测量玻色子场的各个能级的占据率和相干性。个别模式的相干性一般会随着光子数的增加而增加,但在热平衡的崩溃,我们观察到多模凝聚相变,其中相干性意外地随着人口的增加而减少,这表明尽管没有直接的非线性,光子显示出很强的模式间的相位或数量的相关性。实验与详细的非平衡模型非常匹配。我们发现,微激光和玻色-爱因斯坦统计各自描述了我们数据的互补部分,并且在适当的制度下限制了我们的模型,这为关于两者之间差异的辩论提供了信息。
2018-05-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Complexity of waves in nonlinear disordered media
本文用无序耦合的哈密顿模型研究了随机系统中非线性耦合的多个模的相位统计特性。的政权,其中的模式有一个固定的分布,它们的能量和相位耦合的随机性和能量的任意程度进行了研究。计算了复杂度随温度和非线性强度的变化。根据存储的能量和无序量导出相图。讨论了在随机激光、非线性波传播和有限温度玻色-爱因斯坦凝聚中的应用。
2010-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.optics