論文の概要: Observation of self-oscillating supersonic flow across an acoustic horizon in two dimensions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.10667v2
• Date: Mon, 15 Jan 2024 17:16:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-18 02:55:50.648906
• Title: Observation of self-oscillating supersonic flow across an acoustic horizon in two dimensions
• Title（参考訳）: 二次元音響地平線を横切る自己振動超音速流れの観測
• Authors: Hikaru Tamura, Sergei Khlebnikov, Cheng-An Chen, and Chen-Lung Hung
• Abstract要約: 2次元原子超流動における自己振動性超音速流の観測を報告する。 観測されたスーパーフローは、超光信号の準周期バーストによって変調されているように見える。 提案実験は, 原子超流動中で超音速流を生成する新しい方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Understanding the dynamics and stability of transonic flows in quantum fluids, especially for those beyond one spatial dimension, is an outstanding challenge, with applications ranging from nonlinear optics and condensed matter to analogue gravity. One intriguing possibility is that a system with a spatially bounded supersonic flow may evolve into a self-oscillating state that periodically emits solitons, in a process originating from the well-known Landau instability. Here, we report observation of self-oscillating supersonic flows in a two-dimensional atomic superfluid. By imposing a local particle sink with strong loss, we induce a convergent radial flow forming an acoustic analogue of a black-hole horizon and an inner horizon around the sink. The observed superflow appears to be modulated by quasi-periodic bursts of superluminal signals. We measure their frequencies and find agreement with numerical simulations of soliton oscillation frequencies within the black-hole horizon. The presented experiment demonstrates a new method for creating supersonic flows in atomic superfluids, which may find applications in quantum simulations of curved spacetime, supersonic turbulence, and self-oscillating dynamics in dissipative many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 量子流体中の超音流の力学と安定性を理解することは、特に1つの空間次元を超えるものにとって、非線形光学や凝縮物から類似重力まで幅広い応用において際立った課題である。 興味深い可能性の1つは、空間的に有界な超音速流を持つ系が、有名なランダウ不安定性に由来する過程において、周期的にソリトンを放出する自己振動状態へと発展する可能性があることである。 ここでは,2次元原子超流動における自己振動性超音速流の観測を報告する。 局所的な粒子シンクに強い損失を与えることにより、ブラックホール地平線とシンク周辺の内地平線の音響的類似を形成する収束半径流を誘導する。 観測されたスーパーフローは、スーパールミナル信号の準周期バーストによって変調されているように見える。 その周波数を測定し,ブラックホール地平線内のソリトン振動の数値シミュレーションと一致した。 提案実験は, 原子超流体中の超音速流を生成する新しい手法を実証し, 発散性多体系における曲線時空, 超音速乱流, 自己振動ダイナミクスの量子シミュレーションに応用できることを示した。

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