論文の概要: Rotating quantum turbulence in the unitary Fermi gas

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07464v2
• Date: Fri, 14 Jan 2022 05:31:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 00:33:36.723771
• Title: Rotating quantum turbulence in the unitary Fermi gas
• Title（参考訳）: 一元性フェルミ気体中の回転量子乱流
• Authors: Khalid Hossain, Konrad Kobuszewski, Michael McNeil Forbes, Piotr Magierski, Kazuyuki Sekizawa, Gabriel Wlaz{\l}owski
• Abstract要約: 量子化された渦は回転する超流体の角運動量を持ち、量子乱流の現象の鍵となる。 正確な軌道に基づく時間依存密度汎関数理論を用いて, 回転するフェルミオン超流体における量子乱流の大規模研究を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantized vortices carry the angular momentum in rotating superfluids, and are key to the phenomenon of quantum turbulence. Advances in ultra-cold atom technology enable quantum turbulence to be studied in regimes with both experimental and theoretical control, unlike the original contexts of superfluid helium experiments. While much work has been performed with bosonic systems, detailed studies of fermionic quantum turbulence are nascent, despite wide applicability to other contexts such as rotating neutron stars. In this paper, we present the first large-scale study of quantum turbulence in rotating fermionic superfluids using an accurate orbital based time-dependent density functional theory (DFT) called the superfluid local density approximation (SLDA). We identify two different modes of turbulent decay in the dynamical equilibration of a rotating fermionic superfluid, and contrast these results with a computationally simpler orbital-free DFT, which we find can qualitatively reproduce these decay mechanisms if dissipation is explicitly included. These results demonstrate that one-body dissipation mechanisms intrinsic to fermionic superfluids play a key role differentiating fermionic from bosonic turbulence, but also suggest that simpler orbital-free theories may be corrected so that these more efficient techniques can be used to model extended physical systems such as neutron superfluids in neutron stars.
• Abstract（参考訳）: 量子化された渦は回転する超流動の角運動量を持ち、量子乱流現象の鍵となる。 超低温原子技術の進歩により、超流動ヘリウム実験の初期の文脈とは異なり、量子乱流は実験と理論の両方の制御によって研究される。 多くの研究がボゾン系で行われているが、中性子星の回転など他の文脈にも適用可能であるにもかかわらず、フェルミオン量子乱流の詳細な研究は初期段階にある。 本稿では,超流動局所密度近似 (SLDA) と呼ばれる高精度軌道ベース時間依存性密度汎関数理論 (DFT) を用いて, 回転するフェルミオン超流体における量子乱流の大規模研究を行う。 回転するフェルミオン超流動の動的平衡における乱流崩壊の2つのモードを同定し、これらの結果を計算学的に単純な軌道自由度DFTと対比し、散逸を明示的に含めればこれらの崩壊機構を定性的に再現できることを示した。 これらの結果は、フェルミオン性超流動に固有の一体散逸機構が、フェルミオンとボゾン性乱流を区別する重要な役割を担っていることを示しているが、中性子星の中性子超流動のような拡張物理系をモデル化するために、より単純な軌道自由理論を修正できることを示唆している。

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