Бозе-Эйнштейновская конденсация в низкоразмерных пространственно-неоднородных газах

• Автор: Петров, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил

Эглавление
Введение б

1.1 Истоки проблемы

1.2 Структура диссертации

! Литературный обзор

2.1 Бозе—Эйнштейновская конденсация идеальных одномерных и двумерных газов в гармоническом потенциале

2.2 Взаимодействующий Бозе газ

2.3 Фазовые флуктуации и квазиконденсат в однородном газе

2.4 Реализация низкоразмерных Возе—Эйнштейновских конденсатов

I Вырожденный квазидвумерный газ во внешнем потенциале

3.1 Бозе—Эйнштейновская конденсация в пространственно—неоднородных квазидвумерных газах
3.2 Сверхтекучий фазовый переход в квазидвумерных Ферми газах .
I Межатомные столкновения в сильно сжатом Бозе газе
4.1 Введение
4.2 Двумерная задача рассеяния
4.3 Рассеяние в присутствии аксиального сжатия. Общий метод
4.4 Квазидвумерный режим

4.5 Контролируемый сжатием трехмерный режим
4.6 Скорости термализации
4.7 Неупругие двухчастичные процессы
4.8 Заключение
Режимы квантового вырождения в одномерных пространствен-
но—неоднородных газах
> Трехмерные Бозе—Эйнштейновские конденсаты с флуктуирующей фазой
6.1 Фазофлуктуирующие удлиненные трехмерные конденсаты
6.2 Наблюдение фазовых флуктуаций в Бозе—Эйнштейновских конденсатах
Іитература
їаключение

)сновное содержание диссертации опубликовано в работах:

• Bose-Einstein condensation in quasi2D trapped gases D.S. Petrov, M. Holzmann, and G.V. Shlyapnikov Phys. Rev. Lett. 84, 2551 (2000)
• Superfluid transition in quasi2D Fermi gases D.S. Petrov, M.A. Baranov, and G.V. Shlyapnikov Phys. Rev. A 67 031601 (R) (2003)
'лава
• Interatomic collisions in a tightly confined Bose gas D.S. Petrov and G.V. Shlyapnikov
Phys. Rev. A 64, 012706 (2001)
• Cesium gas strongly confined in one dimension: Sideband cooling and collisional properties
I. Bouchoule, M. Morinaga, C. Salomon, and D.S. Petrov Phys. Rev. A 65, 033402 (2002)
'лава
• Regimes of quantum degeneracy in trapped ID gases D.S. Petrov, G.V. Shlyapnikov, and J.T.M. Walraven Phys. Rev. Lett. 85, 3745 (2000)

• Phase-fluctuating 3D Bose-Einstein condensates in elongated traps D.S. Petrov, G.V. Shlyapnikov, and J.T.M. Walraven
Phys. Rev. Lett. 87, 050404 (2001)

этенциале и приходим к двум основным выводам. Во-первых, много ниже Тс азовые флуктуации малы и равновесным состоянием системы является кон-знсат. Про промежуточных температурах Т < Тс фаза флуктуирует на мас-табе длины меньшем чем Томас—Фермиевский размер газа, и мы имеем квази-энденсат (конденсат с флуктуирующей фазой). Во-вторых, в квазидвумерной юметрии константа связи д чувствительна к частоте гармонического потен-иала в направлении сильного сжатия щ, и в случае отрицательной длины ассеяния а можно переключить среднеполевое взаимодействие с притяжения а отталкивание, увеличивая ш$. Варьированием сво можно также уменьшить сорости неупругих процессов. Эти результаты являются очень важными для эстижения БЭК с контролируемым среднеполевым взаимодействием.
В слабо—неидеальном Бозе—конденсированом газе корреляционная длина = Н/^Шщд (д > 0) должна много больше среднего расстояния между части-ами. В квазидвумерном газе это расстояние есть ~ 1//2пщ, и мы получаем алый параметр теории, (тд/2пН2) 1 (см. [13]).
Сначала проанализируем характер БЭК в 2Б газе в гармоническом внеш-эм потенциале с отталкивательным межчастичным взаимодействием полага-зь на вычисление одночастичной матрицы плотности. Аналогично простран-геенно однородному случаю [69; 12] при достаточно низкой температуре важны злько фазовые флуктуации. Тогда полевой оператор может быть записан в ви-з Ф(Г1) = п^2(К) ехр{г^(К)}, где ф(Щ есть оператор фазовых флуктуаций и о(Ы) - плотность конденсата при Т — 0. Одночастичная матрица плотности меет вид [12]
(Ц(В)Ф(О)) = у^ЩЫ0)ехр{-{(^(Е))2>/2}. (3.1.1)
десь 6ф(Щ - ф(К) -0(0) и К = 0 в центре системы. Формула (3.1.1) является
Зобщением уравнения (2.3.1) на неоднородный случай. Для пространственно—