論文の概要: Rayleigh-Taylor, Kelvin-Helmholtz and immiscible to miscible quenching instabilities in binary Bose-Einstein condensates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13767v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 23:02:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-19 14:14:06.075037
• Title: Rayleigh-Taylor, Kelvin-Helmholtz and immiscible to miscible quenching instabilities in binary Bose-Einstein condensates
• Title（参考訳）: 2元系ボース・アインシュタイン凝縮体におけるレイリー・テイラー、ケルビン・ヘルムホルツおよびミスシブル焼成不安定性
• Authors: R. Kishor Kumar, S. Sabari, Arnaldo Gammal, Lauro Tomio,
• Abstract要約: 本研究では,2次元の円箱に閉じ込められたルビジウム同位体8,5$Rb,8,7$Rbを考慮し,二元不和合体ボース・アインシュタイン凝縮体の3種類の不安定性について検討した。 RTおよびケルビン・ヘルムホルツ不安定型(KH)は強い摂動下で研究される。 数値シミュレーションにより、このような不安定なダイナミクスは、大きな渦発生と音波伝搬が支配的であることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We investigate three kinds of instabilities in binary immiscible homogeneous Bose-Einstein condensate, considering rubidium isotopes $^{85}$Rb and $^{87}$Rb confined in two-dimensional circular box. Rayleigh-Taylor (RT) and Kelvin-Helmholtz (KH) instability types are studied under strong perturbations. Without external perturbation, instabilities are also probed by immiscible to miscible quenching transition (IMQT), under two different initial configurations. Our numerical simulations show that all such instability dynamics are dominated by large vortex productions and sound-wave (phonon) propagations. For long-term propagation, vortex dynamics become dominant over sound waves in the KH instability, while sound wave excitations predominate in the other cases. For all the dynamical simulations, the emergence of possible scaling laws are investigated for the compressible and incompressible parts of the kinetic energy spectra, in terms of the wave number $k$. The corresponding results are compared with the classical Kolmogorov scalings, $k^{-5/3}$ and $k^{-3}$, for turbulence, which are observed in the kinetic energy spectra at some specific time intervals. Deviating from the classical scaling, a kind of ``Bottleneck effect" is noticed in the IMQT spectra.
• Abstract（参考訳）: 2次元の円箱に閉じ込められたルビジウム同位体$^{85}$Rbと$^{87}$Rbを考慮し、二元不和合性ボース・アインシュタイン凝縮体の3種類の不安定性について検討した。 Rayleigh-Taylor (RT) およびKelvin-Helmholtz (KH) 不安定型を強い摂動下で研究した。 外部の摂動がなければ、不安定性は2つの異なる初期構成の下で、ミスシブルなクエンチング遷移(IMQT)によっても調査される。 数値シミュレーションにより、このような不安定なダイナミクスは、大きな渦発生と音波伝搬が支配的であることが示された。 長期間の伝搬では,KH不安定音波に対して渦動が支配的となり,他の場合では音波励起が支配的となる。 全ての力学シミュレーションにおいて、運動エネルギースペクトルの圧縮可能かつ圧縮不能な部分にスケーリング法則の出現を、波数$k$で調べる。 対応する結果は、ある特定の時間間隔で運動エネルギースペクトルで観測される乱流に対して、古典的なコルモゴロフスケールである$k^{-5/3}$と$k^{-3}$と比較される。 古典的なスケーリングから逸脱した ``Bottleneck 効果" は IMQT スペクトルで注目されている。

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