論文の概要: Superflow decay in a toroidal Bose gas: The effect of quantum and thermal fluctuations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.03154v4
• Date: Sun, 31 Oct 2021 06:56:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-01 05:44:06.928080
• Title: Superflow decay in a toroidal Bose gas: The effect of quantum and thermal fluctuations
• Title（参考訳）: トロイダルボースガス中のスーパーフロー崩壊:量子および熱ゆらぎの影響
• Authors: Zain Mehdi, Ashton S. Bradley, Joseph J. Hope, Stuart S. Szigeti
• Abstract要約: 摂動障壁によるトロイダル原子超低温の持続電流の減衰を理論的に検討した。 以上の結果から,超流動安定性に関するさらなる実験的および理論的研究の必要性が示唆された。
• 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 theoretically investigate the stochastic decay of persistent currents in a toroidal ultracold atomic superfluid caused by a perturbing barrier. Specifically, we perform detailed three-dimensional simulations to model the experiment of Kumar et al. in [Phys. Rev. A 95 021602 (2017)], which observed a strong temperature dependence in the timescale of superflow decay in an ultracold Bose gas. Our ab initio numerical approach exploits a classical-field framework that includes thermal fluctuations due to interactions between the superfluid and a thermal cloud, as well as the intrinsic quantum fluctuations of the Bose gas. In the low-temperature regime our simulations provide a quantitative description of the experimental decay timescales, improving on previous numerical and analytical approaches. At higher temperatures, our simulations give decay timescales that range over the same orders of magnitude observed in the experiment, however, there are some quantitative discrepancies that are not captured by any of the mechanisms we explore. Our results suggest a need for further experimental and theoretical studies into superflow stability.
• Abstract（参考訳）: 摂動障壁によるトロイダル超低温原子超流体中の持続電流の確率的減衰を理論的に検討した。 具体的には,超低温ボースガス中の超流動崩壊の時間スケールにおいて強い温度依存性を観測した[A 95 021602 (2017)]におけるKumarらの実験をモデル化するために,詳細な3次元シミュレーションを行った。 ab initio数値計算手法では,超流動層と熱雲の相互作用による熱揺らぎや,ボース気体の固有量子揺らぎを含む古典場の枠組みを活用している。 低温状態でのシミュレーションでは, 実験崩壊の時間スケールを定量的に記述し, 過去の数値的および解析的アプローチを改善した。 高温では、我々のシミュレーションは、実験で観測された等級以上の減衰時間スケールを与えるが、我々が探索するメカニズムでは捉えられないいくつかの量的相違がある。 以上の結果から,超流動安定性に関する実験的および理論的研究の必要性が示唆された。

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