論文の概要: Asymmetric Tunneling of Bose-Einstein Condensates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.15298v4
• Date: Fri, 20 Jan 2023 21:18:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 00:46:21.672907
• Title: Asymmetric Tunneling of Bose-Einstein Condensates
• Title（参考訳）: ボース・アインシュタイン凝縮体の非対称トンネル
• Authors: Dustin R. Lindberg, Naceur Gaaloul, Lev Kaplan, Jason R. Williams, Dennis Schlippert, Patrick Boegel, Ernst-Maria Rasel, Denys I. Bondar
• Abstract要約: ランダウは、1次元の単一粒子系では、トンネルの確率は障壁の左または右からの粒子の入射と同じであると主張した。 グロス・ピタエフスキー方程式(GPE)をモデルとした1次元ボース=アインシュタイン凝縮体の左-右トンネル対称性の破れを示す。 この現象の応用として、原子線ダイオード、合成ゲージ場、マクスウェルのデーモン、ブラックホールのアナログを設計することを提案する。
• 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: In his celebrated textbook, \textit{Quantum Mechanics: Nonrelativistic Theory}, Landau argued that, for single particle systems in 1D, tunneling probability remains the same for a particle incident from the left or the right of a barrier. This left-right symmetry of tunneling probability holds regardless of the shape of the potential barrier. However, there are a variety of known cases that break this symmetry, e.g. when observing composite particles. We computationally (and analytically, in the simplest case) show this breaking of the left-right tunneling symmetry for Bose-Einstein condensates (BEC) in 1D, modelled by the Gross-Pitaevskii equation (GPE). By varying $g$, the parameter of inter-particle interaction in the BEC, we demonstrate that the transition from symmetric ($g=0$) to asymmetric tunneling is a threshold phenomenon. Our computations employ experimentally feasible parameters such that these results may be experimentally demonstrated in the near future. We conclude by suggesting applications of the phenomena to design atomtronic diodes, synthetic gauge fields, Maxwell's demons, and black-hole analogues.
• Abstract（参考訳）: ランダウは有名な教科書 \textit{quantum mechanics: non relativistic theory} で、1次元の単一粒子系に対して、トンネルの確率は障壁の左または右からの粒子インシデントと同じであると主張した。 このトンネル確率の左右対称性は、ポテンシャル障壁の形状にかかわらず成り立つ。 しかし、例えば複合粒子を観察する場合など、この対称性を破る様々な既知のケースが存在する。 計算(そして最も単純な場合)は、グロス=ピタエフスキー方程式(GPE)によってモデル化されたボース=アインシュタイン凝縮体(BEC)の1Dにおける左-右トンネル対称性の破れを示す。 BECにおける粒子間相互作用のパラメータである$g$の変化により、対称(g=0$)から非対称トンネルへの移行がしきい値現象であることを示す。 提案手法では,実験可能なパラメータを用いて,近い将来にこれらの結果が実証される可能性がある。 この現象の応用として、原子線ダイオード、合成ゲージ場、マクスウェルのデーモン、ブラックホールのアナログを設計することを提案する。

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