論文の概要: Number-conserving solution for dynamical quantum backreaction in a
Bose-Einstein condensate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.11317v1
- Date: Wed, 22 Jun 2022 18:38:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-08 09:39:35.940266
- Title: Number-conserving solution for dynamical quantum backreaction in a
Bose-Einstein condensate
- Title（参考訳）: ボース・アインシュタイン凝縮体における動的量子バック反応に対する数保存解
- Authors: Sang-Shin Baak, Caio C. Holanda Ribeiro, Uwe R. Fischer
- Abstract要約: 超低温ガス実験室で実験的に実現可能なボース・アインシュタイン凝縮体の正確な動的進化について検討した。
量子起源の気体粒子に作用する力密度は、古典的ユーレリア力密度からの偏差として一意に同定される。
- 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 provide a number-conserving approach to the backreaction problem of small
quantum fluctuations onto a classical background for the exactly soluble
dynamical evolution of a Bose-Einstein condensate, experimentally realizable in
the ultracold gas laboratory. A force density exerted on the gas particles
which is of quantum origin is uniquely identified as the deviation from the
classical Eulerian force density. The backreaction equations are then explored
for the specific example of a finite size uniform density condensate initially
at rest. By assuming that the condensate starts from a non-interacting regime,
and in its ground state, we fix a well-defined initial vacuum condition, which
is driven out-of-equilibrium by instantaneously turning on the interactions.
The assumption of this initial vacuum accounts for the ambiguity in choosing a
vacuum state for interacting condensates, which is due to phase diffusion and
the ensuing condensate collapse. As a major finding, we reveal that the time
evolution of the condensate cloud leads to condensate density corrections that
cannot in general be disentangled from the quantum depletion in measurements
probing the power spectrum of the total density. Furthermore, while the
condensate is initially at rest, quantum fluctuations give rise to a nontrivial
condensate flux, from which we demonstrate that the quantum force density
attenuates the classical Eulerian force. Finally, the knowledge of the particle
density as a function of time for a condensate at rest determines, to order
$N^0$, where $N$ is the total number of particles, the quantum force density,
thus offering a viable route for obtaining experimentally accessible quantum
backreaction effects.
- Abstract（参考訳）: 超低温ガス実験室で実験的に実現可能なボース・アインシュタイン凝縮体の完全可溶性力学進化のための古典的背景への小さな量子揺らぎのバックリアクション問題に対する数保存的アプローチを提案する。
量子起源の気体粒子に作用する力密度は、古典的ユーレリア力密度からの偏差として一意に同定される。
反反応方程式は、最初は静止状態にあった有限サイズの一様密度凝縮の特定の例のために研究される。
凝縮が非相互作用状態から始まり、その基底状態において、その相互作用を瞬時にオンにすることで平衡外へ駆動されるよく定義された初期真空条件を固定する。
この初期真空の仮定は、相拡散とその後の凝縮崩壊による相互作用する凝縮物に対する真空状態の選択の曖昧さを考慮に入れている。
主要な発見として、凝縮雲の時間的進化は、全密度のパワースペクトルを求める測定において、一般に量子的枯渇から切り離すことができない凝縮密度補正につながることを明らかにした。
さらに、凝縮は初め静止しているが、量子揺らぎは非自明な凝縮流束を生じさせ、そこから量子力密度が古典オイラー力の減衰を証明している。
最後に、静止状態における凝縮の時間関数としての粒子密度の知識は、粒子の総数である量子力密度であるy_n^0$を順序付けし、実験的にアクセス可能な量子反作用効果を得るための有効な経路を提供する。
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