Decay of superflow via thermal phase slips in cold atomic gases

冷原子气体中热相滑导致超流衰变

• 批准号: 16J07240
• 负责人: 國見 昌哉
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J07240/
• 关键词: 冷却原子気体; ボースアインシュタイン凝縮; 超流動; 位相すべり; リングトラップ; 3体ロス; 1体ロス; ３体ロス; 光格子

本年度は昨年度に引き続きアメリカの実験グループが報告したリングトラップ中の有限温度超流動体の超流動流の減衰に関する実験[Kumar et al., Phys. Rev. A 95, 021602(R) (2017).]についてのより詳細な理論解析を行った。昨年度までに擬２次元リングトラップ系の解析を行ったが、実際の実験のセットアップは擬２次元とは言えず、より定量的な結果を得るためには３次元系の計算が必要であった。本研究では、３次元系での計算を行い、擬２次元系の計算と定性的に同じ、すなわち熱的活性化による位相すべりはNISTの実験では起きていないという結論を得た。また、3体ロスを含んだ３次元系Gross-Pitaevskii方程式の数値シミュレーションにより、3体ロス誘起の超流動の減衰がNISTの実験で観測された超流動の減衰の起源の可能性の一つであることを提案した。また、本年度はドイツの実験グループが発表した論文[R. Labouvie et al., Phys. Rev. Lett. 116, 235302 (2016)]に触発され、局所的な粒子数ロスがある系における超流動流の安定性についての研究を行った。この実験では初期状態によって、異なった状態が安定に出現する双安定性が実験的に観測された。本研究では、実験的に観測されたこの双安定性を理論的により理解するために、複素係数デルタ関数ポテンシャル(粒子数ロスを記述する)と、実係数のデルタ関数ポテンシャル(ピン留めポテンシャル)を有する１次元Gross-Pitaevskii方程式を考え、この方程式の厳密解を得た。この厳密解を用いて、この系では広いパラメータ領域で双安定性を示すことを示した。また、この系では異常ヒステリシス現象と呼ばれている、一方向性を有するヒステリシスが存在することも示した。

今年，在去年之后，我们对环形陷阱中有限温度超级流体的超氟流量进行了更详细的理论分析[Kumar等人，Phys。美国实验组报道的Rev. A 95，021602（R）（2017）]。直到去年，我们分析了一个伪2D环陷阱系统，但是实际的实验设置不是伪2D，并且需要计算3D系统以获得更定量的结果。在这项研究中，计算是在三维系统中进行的，得出的结论是，与伪2D系统中的计算相同，即，在NIST实验中没有发生由于热激活而引起的相滑。此外，通过对包含三体损失的三维总比塔维斯基方程的数值模拟，我们提出，由三体损失引起的超氟的衰减是NIST实验中超级流体衰减的可能起源之一。此外，今年，我们对局部粒子损失的系统中超流量流的稳定性进行了研究，灵感来自德国实验组发表的论文[R. Labouvie等人，物理。莱特牧师。 116，235302（2016）]。在该实验中，通过实验观察到双重性，根据初始状态，不同状态稳定出现。在这项研究中，为了更好地理解以理论方式观察到的实验性观察到的双态性，我们考虑了一维的Gross-Pitaevskii方程，该方程具有复杂的系数Delta功能电位（描述粒子的丧失）和Delta函数的潜力（固定电位）（固定电势），并获得该等式的精确解决方案。使用此精确解决方案，我们表明该系统在广泛的参数上具有双重性。还已经显示出有一个单向滞后时期被称为该系统中的异常滞后现象。

项目成果

Can the truncated-Wigner approximation correctly describe thermal and quantum phase slips in one-dimensional Bose gases?

截断维格纳近似能否正确描述一维玻色气体中的热相滑移和量子相滑移？

• 发表时间: 2018
• 作者: Masaya Kunimi;Ippei Danshita
• 通讯作者: Ippei Danshita

Semiclassical quench dynamics of Bose gases in optical lattices

• DOI: 10.1103/physreva.99.023622
• 发表时间: 2019-02-20
• 期刊: PHYSICAL REVIEW A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Nagao, Kazuma;Kunimi, Masaya;Danshita, Ippei
• 通讯作者: Danshita, Ippei

Thermally activated phase slips of a Bose-Einstein condensate in a ring trap

环阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的热激活相滑移

• 发表时间: 2017
• 作者: 國見昌哉;段下一平;Masaya Kunimi and Ippei Danshita
• 通讯作者: Masaya Kunimi and Ippei Danshita

Truncated-Wigner近似を用いた熱的活性化による位相すべりの研究

使用截断维格纳近似研究热激活引起的相滑移

• 发表时间: 2018
• 作者: 國見昌哉;段下一平
• 通讯作者: 段下一平

冷却原子系における超流動流に対する粒子ロスの効果

冷原子系统中粒子损失对超流体流动的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: 國見昌哉;段下一平
• 通讯作者: 段下一平