論文の概要: Analog cosmological reheating in an ultracold Bose gas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.02290v3
- Date: Fri, 6 Aug 2021 18:00:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-07 02:16:17.626967
- Title: Analog cosmological reheating in an ultracold Bose gas
- Title（参考訳）: 超低温ボースガスにおけるアナログ宇宙再加熱
- Authors: Aleksandr Chatrchyan, Kevin T. Geier, Markus K. Oberthaler, J\"urgen
Berges and Philipp Hauke
- Abstract要約: 超低温ボースガス中の一般宇宙論単体モデルの再加熱様ダイナミクスを量子シミュレーションする。
非相対論的極限において、拡大時空と背景振動インフラトン場を模倣する。
提案された実験は、弱い結合状態を超えても、最近まで進化を探求する可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cosmological reheating describes the transition of the post-inflationary
universe to a hot and thermal state. In order to shed light on the underlying
dynamics of this process, we propose to quantum-simulate the reheating-like
dynamics of a generic cosmological single-field model in an ultracold Bose gas.
In our setup, the excitations on top of an atomic Bose-Einstein condensate play
the role of the particles produced by the decaying inflaton field after
inflation. Expanding spacetime as well as the background oscillating inflaton
field are mimicked in the non-relativistic limit by a time dependence of the
atomic interactions, which can be tuned experimentally via Feshbach resonances.
As we illustrate by means of classical-statistical simulations for the case of
two spatial dimensions, the dynamics of the atomic system exhibits the
characteristic stages of far-from-equilibrium reheating, including the
amplification of fluctuations via parametric instabilities and the subsequent
turbulent transport of energy towards higher momenta. The transport is governed
by a non-thermal fixed point showing universal self-similar time evolution as
well as a transient regime of prescaling with time-dependent scaling exponents.
While the classical-statistical simulations can capture only the earlier stages
of the dynamics for weak couplings, the proposed experiment has the potential
of exploring the evolution up to late times even beyond the weak coupling
regime.
- Abstract（参考訳）: 宇宙論的再加熱は、インフレーション後の宇宙から熱状態への遷移を記述している。
この過程の基礎となるダイナミクスを解明するために,超低温ボース気体中での宇宙論的単一場モデルの再加熱様ダイナミクスを量子シミュレーションする。
我々の設定では、原子ボース-アインシュタイン凝縮体の上の励起は、膨張後に崩壊するインフラトン場によって生じる粒子の役割を担っている。
時空の拡大と背景振動のインフラトン場は、フェシュバッハ共鳴によって実験的に調整できる原子相互作用の時間依存性によって非相対論的極限で模倣される。
2つの空間次元の場合の古典統計学シミュレーションで示すように、原子系の力学は、パラメトリック不安定性による揺らぎの増幅や、より高いモータへのエネルギーの乱流輸送を含む、遠方平衡再加熱の特徴的な段階を示す。
輸送は、普遍的な自己相似時間進化を示す非熱的固定点と、時間依存スケーリング指数と事前スケーリングする過渡的な状態によって制御される。
古典統計学シミュレーションは弱いカップリングの力学の初期の段階のみを捉えることができるが、提案された実験は弱いカップリングの体制を超えても後期まで進化を探求する可能性がある。
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