論文の概要: Dynamics of polaron formation in 1D Bose gases in the strong-coupling regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.14490v2
• Date: Fri, 1 Sep 2023 08:20:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-04 16:52:41.263718
• Title: Dynamics of polaron formation in 1D Bose gases in the strong-coupling regime
• Title（参考訳）: 強結合状態における1次元ボースガス中のポーラロン生成のダイナミクス
• Authors: Martin Will and Michael Fleischhauer
• Abstract要約: 弱相互作用するボース凝縮体に不純物が注入されるとき、ボースポーラロンの形成のダイナミクスについて議論する。 我々は、量子ゆらぎの影響が小さい条件下でのTrncated Wignerシミュレーションを用いて示す。
• 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 discuss the dynamics of the formation of a Bose polaron when an impurity is injected into a weakly interacting one-dimensional Bose condensate. While for small impurity-boson couplings this process can be described within the Froehlich model as generation, emission and binding of Bogoliubov phonons, this is no longer adequate if the coupling becomes strong. To treat this regime we consider a mean-field approach beyond the Froehlich model which accounts for the backaction to the condensate, complemented with Truncated Wigner simulations to include quantum fluctuation. For the stationary polaron we find an energy-momentum relation that displays a smooth crossover from a convex to a concave dependence associated with a non-monotonous relation between impurity velocity and polaron momentum. For larger momenta the energy is a periodic function including regions of negative impurity velocity. Studying the polaron formation after turning on the impurity-boson coupling quasi adiabatically and in a sudden quench, we find a very rich scenario of dynamical regimes. Due to the build-up of an effective mass, the impurity is slowed down even if its initial velocity is below the Landau critical value. For larger initial velocities we find deceleration and even backscattering caused by emission of density waves or grey solitons and subsequent formation of stationary polaron states in different momentum sectors. In order to analyze the effect of quantum fluctuations we consider a trapped condensate to avoid 1D infrared divergencies. Using Truncated Wigner simulations in this case we show under what conditions the influence of quantum fluctuations is small.
• Abstract（参考訳）: 弱相互作用する1次元ボース凝縮体に不純物が注入されるとき、ボースポーラロンの形成のダイナミクスについて議論する。 小さい不純物-ボソンカップリングの場合、この過程はフロイリッヒモデルにおいてボゴリューボフフォノンの生成、放出、結合と記述できるが、結合が強くなるともはや適切ではない。 この状態を扱うために、量子ゆらぎを含むTrncated Wignerシミュレーションを補完する、凝縮に対するバックアクションを説明できるFroehlichモデルを超えた平均場アプローチを検討する。 定常ポーラロンに対して、不純物速度とポーラロン運動量の間の非単調な関係に関連した凸から凹面依存性への滑らかな交叉を示すエネルギー-運動量関係を求める。 大きなモーメントに対して、エネルギーは負の不純物速度の領域を含む周期関数である。 不純物とボーソンのカップリングを準断続的に、突然のクエンチでオンにした後のポーラロン形成の研究は、動的レジームの非常に豊かなシナリオを見いだす。 有効質量の蓄積により、初期速度がランダウ臨界値以下であっても不純物は低下する。 より大きな初期速度では、密度波や灰色のソリトンが放出され、その後異なる運動量セクターで定常的なポーラロン状態が形成されることによる減速や後方散乱がみられる。 量子ゆらぎの影響を分析するために、1次元赤外線のばらつきを避けるために閉じ込められた凝縮体を考える。 この場合、Truncated Wigner シミュレーションを用いて、量子ゆらぎの影響が小さい条件で示す。

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