論文の概要: Turbulent relaxation to equilibrium in a two-dimensional quantum vortex
gas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.10049v3
- Date: Tue, 11 Jan 2022 00:43:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-28 05:51:27.857849
- Title: Turbulent relaxation to equilibrium in a two-dimensional quantum vortex
gas
- Title（参考訳）: 2次元量子渦ガス中の乱流緩和と平衡
- Authors: Matthew T. Reeves, Kwan Goddard-Lee, Guillaume Gauthier, Oliver R.
Stockdale, Hayder Salman, Timothy Edmonds, Xiaoquan Yu, Ashton S. Bradley,
Mark Baker, Halina Rubinsztein-Dunlop, Matthew J. Davis, and Tyler W. Neely
- Abstract要約: 2次元キラル渦ガスの乱流緩和力学におけるミクロカノニカル平衡状態の出現について実験的に検討した。
準2次元の円盤状原子ボース・アインシュタイン凝縮体に同じ符号渦を注入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We experimentally study emergence of microcanonical equilibrium states in the
turbulent relaxation dynamics of a two-dimensional chiral vortex gas. Same-sign
vortices are injected into a quasi-two-dimensional disk-shaped atomic
Bose-Einstein condensate using a range of mechanical stirring protocols. The
resulting long-time vortex distributions are found to be in excellent agreement
with the meanfield Poisson-Boltzmann equation for the system describing the
microcanonical ensemble at fixed energy $\cal{H}$ and angular momentum
$\cal{M}$. The equilibrium states are characterized by the corresponding
thermodynamic variables of inverse temperature $\hat{\beta}$ and rotation
frequency $\hat{\omega}$. We are able to realize equilibria spanning the full
phase diagram of the vortex gas, including on-axis states near
zero-temperature, infinite temperature, and negative absolute temperatures. At
sufficiently high energies the system exhibits a symmetry-breaking transition,
resulting in an off-axis equilibrium phase at negative absolute temperature
that no longer shares the symmetry of the container. We introduce a
point-vortex model with phenomenological damping and noise that is able to
quantitatively reproduce the equilibration dynamics.
- Abstract（参考訳）: 二次元カイラル渦気体の乱流緩和ダイナミクスにおける微小キャノニカル平衡状態の出現を実験的に研究した。
メカニカル・スターリング・プロトコルを用いて、準2次元円盤状原子ボース・アインシュタイン凝縮体に同符号渦を注入する。
結果として生じる長周期渦分布は、固定エネルギー$\cal{H}$と角運動量$\cal{M}$でマイクロカノニカルアンサンブルを記述する系に対する平均場ポアソン・ボルツマン方程式と良好な一致である。
平衡状態は逆温度 $\hat{\beta}$ と回転周波数 $\hat{\omega}$ の対応する熱力学的変数によって特徴づけられる。
我々は、ゼロ温度、無限温度、負絶対温度に近いオン軸状態を含む渦ガスの全相ダイアグラムにまたがる平衡を実現することができる。
十分に高いエネルギーで、システムは対称性破壊遷移を示し、容器の対称性をもはや共有しない負の絶対温度におけるオフ軸平衡相をもたらす。
平衡力学を定量的に再現できる現象論的減衰と雑音を伴う点渦モデルを提案する。
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