論文の概要: Superfluidity and sound propagation in disordered Bose gases

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.17558v1
• Date: Wed, 24 Jul 2024 18:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-26 16:09:00.086875
• Title: Superfluidity and sound propagation in disordered Bose gases
• Title（参考訳）: 不安定なボースガス中の超流動と音波伝搬
• Authors: Kevin T. Geier, Jeff Maki, Alberto Biella, Franco Dalfovo, Stefano Giorgini, Sandro Stringari,
• Abstract要約: 2次元ボース・アインシュタイン凝縮体における音波伝播に及ぼすスペックル障害の影響について検討した。 主な結果は、障害が超流動率を減少させ、したがって音速を低下させることである。 我々の予測は、最先端のコールド原子実験の到達範囲にかなり近い。
• 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: Superfluidity describes the ability of quantum matter to flow without friction. Due to its fundamental role in many transport phenomena, it is crucial to understand the robustness of superfluid properties to external perturbations. Here, we theoretically study the effects of speckle disorder on the propagation of sound waves in a two-dimensional Bose-Einstein condensate at zero temperature. We numerically solve the Gross-Pitaevskii equation in the presence of disorder and employ a superfluid hydrodynamic approach to elucidate the role of the compressibility and superfluid fraction on the propagation of sound. A key result is that disorder reduces the superfluid fraction and hence the speed of sound; it also introduces damping and mode coupling. In the limit of weak disorder, the predictions for the speed of sound and its damping rate are well reproduced by a quadratic perturbation theory. The hydrodynamic description is valid over a wide range of parameters, while discrepancies become evident if the disorder becomes too strong, the effect being more significant for disorder applied in only one spatial direction. Our predictions are well within the reach of state-of-the-art cold-atom experiments and carry over to more general disorder potentials.
• Abstract（参考訳）: 超流動性は、摩擦なしで量子物質が流れる能力を記述する。 多くの輸送現象における基本的な役割のため、超流動特性の外部摂動に対する堅牢性を理解することが不可欠である。 ここでは, 2次元ボース・アインシュタイン凝縮体における音波伝播に及ぼすスペックル障害の影響を理論的に検討する。 我々は障害の有無でGross-Pitaevskii方程式を数値的に解き、音の伝搬における圧縮性および超流動率の役割を解明するために超流動的アプローチを用いる。 その結果、障害は超流動率を減少させ、音速を低下させ、減衰やモード結合も導入する。 弱い障害の限界では、音速とその減衰率の予測は二次摂動理論によってよく再現される。 流体力学的記述は幅広いパラメータに対して有効であるが、障害が強くなりすぎると相違が明らかになるが、その影響は1つの空間方向にのみ適用される障害に対してより重要である。 我々の予測は最先端のコールド原子実験の到達範囲内であり、より一般的な疾患のポテンシャルに受け継がれている。

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