論文の概要: Hydrodynamics of nonlinear gauge-coupled quantum fluids
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.13834v1
- Date: Sat, 26 Dec 2020 23:59:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 05:56:07.270216
- Title: Hydrodynamics of nonlinear gauge-coupled quantum fluids
- Title（参考訳）: 非線形ゲージ結合量子流体の流体力学
- Authors: Y. Buggy, L.G. Phillips and P. \"Ohberg
- Abstract要約: ボース凝縮流体の平均場ハミルトニアンにおける任意の密度依存ゲージポテンシャルの発生は、必ず非線形フロー依存項をもたらすことを示す。
数値シミュレーションにより, 外部不純物の存在下での超流体の基底状態波動関数に対する非線形ゲージポテンシャルの興味深い効果を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: By constructing a hydrodynamic canonical formalism, we show that the
occurrence of an arbitrary density-dependent gauge potential in the meanfield
Hamiltonian of a Bose-condensed fluid invariably leads to nonlinear
flow-dependent terms in the wave equation for the phase, where such terms arise
due to the explicit dependence of the mechanical flow on the fluid density. In
addition, we derive a canonical momentum transport equation for this class of
nonlinear fluid and obtain an expression for the stress tensor. Further, we
study the hydrodynamic equations in a particular nonlinear fluid, where the
effective gauge potential results from the introduction of weak contact
interactions in an ultracold dilute Bose gas of optically-addressed two-level
atoms. In the Cauchy equation of mechanical momentum transport of the
superfluid, two non-trivial terms emerge due to the density-dependent vector
potential. A body-force of dilation appears as a product of the gauge potential
and the dilation rate of the fluid, while the stress tensor features a
canonical flow pressure term given by the inner-product of the gauge potential
and the canonical current density. By numerical simulation, we illustrate an
interesting effect of the nonlinear gauge potential on the groundstate
wavefunction of a superfluid in the presence of a foreign impurity. We find
that the groundstate adopts a non-trivial local phase, which is antisymmetric
under reversal of the gauge potential. The phase profile leads to a
canonical-flow or phase-flow dipole about the impurity, resulting in a skirting
mechanical flow. As a result, the pressure becomes asymmetric about the object
and the condensate undergoes a deformation.
- Abstract（参考訳）: 流体力学の正準形式を構築することにより,ボース凝縮流体の平均場ハミルトニアンにおける任意の密度依存ゲージポテンシャルの発生は,流体密度に対する力学的流れの明示的な依存性によって生じる位相の波動方程式における非線形フロー依存項をもたらすことを示した。
さらに、この種類の非線形流体に対して標準運動量輸送方程式を導出し、応力テンソルの式を得る。
さらに, 非線形流体中の流体力学式について検討し, 光学配向二層原子の超低温希薄ボースガス中の弱い接触相互作用の導入による有効ゲージポテンシャルについて検討した。
超流体の機械運動量輸送のコーシー方程式では、密度依存ベクトルポテンシャルにより2つの非自明な項が現れる。
希釈の体力はゲージポテンシャルと流体の希釈率の積として現れるが、応力テンソルはゲージポテンシャルの内積と正準電流密度によって与えられる正準流れ圧力項を特徴とする。
数値シミュレーションにより, 外部不純物の存在下での超流体の基底状態波動関数に対する非線形ゲージポテンシャルの興味深い影響を示す。
基底状態は非自明な局所位相を採用しており、ゲージポテンシャルの反転の下では非対称である。
相プロファイルは、不純物に関する正準流または相流双極子につながり、機械的な流れを引き起こす。
その結果、圧力は物体に対して非対称になり、凝縮物は変形する。
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