論文の概要: Detecting Collective Excitations in Self-Gravitating Bose-Einstein Condensates via Faraday Waves

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18593v1
• Date: Mon, 23 Jun 2025 12:53:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-24 19:06:36.983794
• Title: Detecting Collective Excitations in Self-Gravitating Bose-Einstein Condensates via Faraday Waves
• Title（参考訳）: ファラデー波による自己重力ボース-アインシュタイン凝縮体の集団励起の検出
• Authors: Ning Liu, Guodong Cheng,
• Abstract要約: 我々は、ボース=アインシュタイン凝縮体における集合励起のプローブとしてファラデー波を提案する。 我々は,SGBEC内のファラデー波の形成とダイナミクスを数値シミュレーションし,消散の影響を考察した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.636739920845979
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose Faraday waves as a probe for collective excitations in self-gravitating Bose-Einstein condensates (SGBECs), driven by periodic modulation of the $s$-wave scattering length. Linear stability analysis of the driven Gross-Pitaevskii-Newton equations reveals that parametric instability follows a Mathieu-like equation, with Faraday waves emerging resonantly when half the driving frequency matches the collective excitation frequency of the SGBEC. This framework yields a stability phase diagram demonstrating the coexistence and interplay between the intrinsic Jeans instability of self-gravitating systems and the unstable tongues of parametric resonance. The phase diagram shows that reducing the driving frequency fragments and narrows parametric resonance structures while expanding the Jeans-dominated regime. We further identify a thermal-gravity competition in the Faraday wavevector, manifested as a sharp transition when thermal energy balances mean-field interaction at low driving frequencies. We numerically simulate Faraday wave formation and dynamics within the SGBEC, including the effects of dissipation; simulations reveal that Faraday wave patterns exhibit high sensitivity to Jeans frequency, transitioning from parametric resonance to Jeans collapse as gravitational strength increases.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,Faraday Wave を自己重力型ボース・アインシュタイン凝縮体 (SGBEC) における集団励起のプローブとして提案する。 駆動Gross-Pitaevskii-Newton方程式の線形安定解析により,Faraday波がSGBECの集合励起周波数に一致する場合,パラメトリック不安定性はMathieu-like方程式に従うことが明らかとなった。 この枠組みは、自己重力系の固有ジャンス不安定性とパラメトリック共鳴の不安定舌との間の共存と相互作用を示す安定相図を生成する。 位相図は、ジャンス支配体制を拡張しながら、駆動周波数の断片を減らし、パラメトリック共鳴構造を狭めることを示している。 熱エネルギーが低駆動周波数での平均場相互作用のバランスをとる際に急激な遷移として現れるファラデー波動ベクトルにおける熱重力競合をさらに同定する。 我々は,SGBEC内のFaraday波の形成と発散の影響を数値シミュレーションし,Faraday波のパターンはジャンス周波数に対して高い感度を示し,パラメトリック共鳴からジャンス崩壊への遷移は重力強度の増加とともに起こることを示した。

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