論文の概要: Detecting Collective Excitations in Self-Gravitating Bose-Einstein Condensates via Faraday Waves
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18593v2
- Date: Fri, 12 Sep 2025 06:10:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-15 14:04:03.008654
- 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力学を数値シミュレーションする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.283608740498262
- 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 that maps the competitive interplay between the unstable tongues of parametric resonance and the intrinsic Jeans instability. The diagram reveals that increasing the driving frequency compresses the Jeans-unstable region and allows well-separated parametric resonance tongues to dominate, thereby creating a clear regime for observing Faraday waves. Conversely, lowering the driving frequency expands the domain of Jeans instability, which fragments and overwhelms the parametric resonance structures. We numerically simulate Faraday wave formation and dynamics within the SGBEC, including the effects of dissipation; simulations reveal a characteristic transition from parametric-resonance-driven Faraday waves to gravity-dominated Jeans collapse as the Jeans frequency 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、パラメトリック共鳴の不安定な舌と固有ジャンの不安定性の間の競合的な相互作用をマッピングする安定相図を生成する。
この図は、駆動周波数の増大がジャンス不安定な領域を圧縮し、十分に分離されたパラメトリック共鳴舌が支配し、ファラデー波を観測するための明確な状態を作り出すことを明らかにしている。
逆に、駆動周波数を下げることによって、ジャンス不安定性の領域が拡大し、その領域は断片化され、パラメトリック共鳴構造を圧倒する。
我々は,SGBEC内のファラデー波の形成と発散の影響を数値シミュレーションし,ジャンス周波数が増加するにつれて,パラメトリック共鳴駆動のファラデー波から重力に支配されたジャンス崩壊への特性遷移を明らかにする。
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