Chłodzenie jedno-wymiarowego gazu bozonów

Podobne dokumenty
Szczegółowy wgląd w proces chłodzenia jedno-wymiarowego gazu bozonów

Recenzja pracy doktorskiej mgr Tomasza Świsłockiego pt. Wpływ oddziaływań dipolowych na własności spinorowego kondensatu rubidowego

Nierównowagowe kondensaty polarytonów ekscytonowych z gigantycznym rozszczepieniem Zeemana w mikrownękach półprzewodnikowych

Fizyka statystyczna doskona ego gazu bozonów

Rzadkie gazy bozonów

Dynamika kwantowa ultra-zimnych gazów

Spis treści. Przedmowa Obraz makroskopowy Ciepło i entropia Zastosowania termodynamiki... 29

Statystyka nieoddziaływujących gazów Bosego: kondensacja Bosego- Einsteina

Szum w urzadzeniu półprzewodnikowym przeszkoda czy szansa?

Najzimniejsze atomy. Tadeusz Domański. Instytut Fizyki, Uniwersytet M. Curie-Skłodowskiej w Lublinie.

pułapki jonowe: siły Kulomba łodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów pułapki Penninga, Paula pojedyncze jony mogą być pułapkowane i oglądane

Kondensat Bosego-Einsteina okiem teoretyka

Nanostruktury i nanotechnologie

ON2 Oddział Fizyki Promieniowania i Spektroskopii

zastosowanie w komputerach kwantowych? przeskoki kwantowe (obserw. na żywo emisji/abs. pojed. fotonów w pojed. atomach)

Statystyka nieoddziaływujących gazów Bosego i Fermiego

Termodynamiczny opis układu

Streszczenie W13. chłodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów. pułapki jonowe: siły Coulomba

w rozrzedzonych gazach atomowych

Optyka kwantowa wprowadzenie. Początki modelu fotonowego Detekcja pojedynczych fotonów Podstawowe zagadnienia optyki kwantowej

(obserw. na Ŝywo emisji/abs. pojed. fotonów w pojed. atomach) a) spontaniczne ciśnienie światła (rozpraszają en. chłodzą)

Model elektronów swobodnych w metalu

Termodynamika i właściwości fizyczne stopów - zastosowanie w przemyśle

n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A / B 2 1 hν exp( ) 1 kt (24)

Elementy teorii powierzchni metali

Streszczenie W13. pułapki jonowe: siły Kulomba. łodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów. 9 pułapki Penninga, Paula

O kondensacie BosegoEinsteina powstaj cym w ZOA

Elektryczne własności ciał stałych

Voter model on Sierpiński fractals Model głosujący na fraktalach Sierpińskiego

Podstawy informatyki kwantowej

VII. CZĄSTKI I FALE VII.1. POSTULAT DE BROGLIE'A (1924) De Broglie wysunął postulat fal materii tzn. małym cząstkom przypisał fale.

kondensat Bosego-Einsteina

Zaburzenia periodyczności sieci krystalicznej

Materiały Reaktorowe. Efekty fizyczne uszkodzeń radiacyjnych c.d.


Przewodność elektryczna ciał stałych. Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki

Odolanów, 4 VII ultrazimnych atomów. T. Domański. Instytut Fizyki UMCS.

Dynamika kondensatu Bosego-Einsteina w temperaturze różnej od zera

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Laser atomowy. Tomasz Kawalec. 15 stycznia Laser optyczny i atomowy Dotychczasowe realizacje Nowy pomysł Zimne atomy w ZOA

Analiza dynamiki fali gazowej 1. wytwarzanej przez elektrodynamiczny impulsowy zawór gazowy

Solitony i zjawiska nieliniowe we włóknach optycznych

- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie T. 0 k. z L 0 k. L 0 k

Repeta z wykładu nr 3. Detekcja światła. Struktura krystaliczna. Plan na dzisiaj

ELEMENTY FIZYKI STATYSTYCZNEJ

Statystyki kwantowe. P. F. Góra

WYKŁAD 15. Gęstość stanów Zastosowanie: oscylatory kwantowe (ª bosony bezmasowe) Formalizm dla nieoddziaływujących cząstek Bosego lub Fermiego

Dokumentacja techniczna IQ3 Sterownik z dostępem poprzez Internet IQ3 Sterownik z dostępem poprzez Internet Opis Charakterystyka

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Nadpłynny gaz, ciecz i ciało stałe

Nadprzewodnictwo i nadciekłość w układach oddziałuja. cych mieszanin bozonowo-fermionowych. Tadeusz Domański

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Struktura magnetyczna tlenku manganu β-mno 2

V. RÓWNANIA MECHANIKI KWANTOWEJ

Wstęp do astrofizyki I

Jednowymiarowa mechanika kwantowa Rozpraszanie na potencjale Na początek rozważmy najprostszy przypadek: próg potencjału

Wstęp do astrofizyki I

Lublin, 7 VI ultrazimnych atomów. T. Domański. Instytut Fizyki UMCS.

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Kondensat BosegoEinsteina na obwodzie scalonym (BEC on chip)

Najgorętsze krople materii wytworzone na LHC

Spis treści. Tom 1 Przedmowa do wydania polskiego 13. Przedmowa 15. Wstęp 19

Techniki niskotemperaturowe w medycynie.

Podstawy fizyki wykład 2

Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy?

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Gaz Fermiego elektronów swobodnych. Gaz Fermiego elektronów swobodnych

Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

Nanofizyka co wiemy, a czego jeszcze szukamy?

- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie. 0 k. z L 0 k. L 0 k

Dźwig budowlany a szybki transport zimnych atomów

Metody symulacji w nanotechnologii

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Metody Obliczeniowe Mikrooptyki i Fotoniki

SPM Scanning Probe Microscopy Mikroskopia skanującej sondy STM Scanning Tunneling Microscopy Skaningowa mikroskopia tunelowa AFM Atomic Force

Fizyka statystyczna ludzi i zwierząt. Andrzej Pawlak, 2006

Wykład 10 - Charakterystyka podstawowych systemów gwiazdowych: otoczenie Słońca, Galaktyka, gromady gwiazd, galaktyki, grupy i gromady galaktyk

Pasmowa teoria przewodnictwa. Anna Pietnoczka

Kwantowe splątanie dwóch atomów

IX. MECHANIKA (FIZYKA) KWANTOWA

KOMIN STALOWY. Kontakt: Lukasz Knysak tel

Wykład 14. Termodynamika gazu fotnonowego

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

interpretacje mechaniki kwantowej fotony i splątanie

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ

Doświadczenie Younga Thomas Young. Dyfrakcja światła na dwóch szczelinach Światło zachowuje się jak fala - interferencja

Wpływ defektów punktowych i liniowych na własności węglika krzemu SiC

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Fizyka 3.3 WYKŁAD II

Warunki uzyskania oceny wyższej niż przewidywana ocena końcowa.

Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.

III Zasada Dynamiki Newtona. Wykład 5: Układy cząstek i bryła sztywna. Przykład. Jak odpowiesz na pytania?

e E Z = P = 1 Z e E Kanoniczna suma stanów Prawdopodobieństwo wystąpienia mikrostanu U E = =Z 1 Wartość średnia energii

Fizyka klasyczna. - Mechanika klasyczna prawa Newtona - Elektrodynamika prawa Maxwella - Fizyka statystyczna -Hydrtodynamika -Astronomia

Certyfikat CE. System komina Hild jest zgodny z europejską normą EN Wyjaśnienie do normy EN1856-1

Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały

Transkrypt:

Chłodzenie jedno-wymiarowego gazu bozonów Piotr Deuar (IF PAN) Emilia Witkowska, Mariusz Gajda (IF PAN) Kazimierz Rzążewski (CFT PAN) Cover of Phys. Rev. Lett., 1 Apr 2011 E. Witkowska, PD, M. Gajda, K. Rzążewski, PRL 106, 135301 (2011)

Spis treści Pytanie: jak właściwie wygląda to chłodzenie? 1. Jedno-wymiarowy gaz bozonów i kwazikondensat 2. Chłodzenie przez odparowywanie 3. Ale jak to chłodzenie przebiega naprawdę? Mechanizm Kibble-Żurka, solitony, kwazikondensat... 4. Śledzenie dynamiki metodą pól klasycznych 5. Solitony jako wczesny etap formacji kwazikondensatu 6. Jak wyglądają zalążki (kwazi)kondensacji? 2/23

Jedno-wymiarowy gaz bozonów g > 0 odpychający Wąskie wymiary ` H. Moritz, M. Kohl, T. Esslinger, PRL 91, 250402 (2003) NIE OBSADZONE OBSADZONY 3/23

Kwazikondensat Gaz idealny w wolnej przestrzeni: Prawdziwy kondensat nie występuje Długość koherencji 4/23

BEC w pułapce Jeśli długość koherencji > rozmiar chmury Jednak BEC BEC Quasicondensate D. Petrov, G. Shlyapnikov, J. Walraven, PRL 85, 3745 (2000) 5/23

Chłodzenie Przez odparowywanie W wolnej przestrzeni nie ma termalizacji W pułapce może być, ale słaba T. Kinoshita, T. Wegner, D. Weiss, Nature 440, 900 (2006) 6/23

Opis 1: Mechanizm Kibble-Żurka Skalowanie ilośći defektów (solitonów) zależnie od prędkości przekraczania Tc W pułapce, skoro Tc ~ n(x), Tc zostaje przekroczona najpierw w centrum front kondensacji W. Zurek, PRL 102, 105702 (2009) 7/23

Opis 2: Stan termiczny 3D C. Weiler et al. Nature 455, 948 (2008) 2D Wiry w stanie termicznym 1D Brak defektów R. Bisset, M. Davis, T. Simula, P. Blakie, PRA 79, 033626 (2009) S. Dettmer et al, PRL 87, 160406 (2001) 8/23

Wątpliwości jak to jest naprawdę? POJEDYNCZE REALIZACJE B. Damski, W. Żurek, PRL 104, 160404 (2010) Po przejściu KZM Solitony S. Dettmer et al, PRL 87, 160406 (2001) Stan termiczny Kwazikondensatu Solitonów BRAK Ale to był bardzo uproszczony model: - przejście w u nie T - wolna przestrzeń - stały kontakt z rezerwuarem o stałej T 9/23

Metoda pól klasycznych 10/23

Metoda pól klasycznych - ograniczenia Niedokładność: Jest źle jeśli potrzeba uważać na liczby atomów rzędu 1 Spontaniczne procesy Wysokie energie / k Za krótki dystans (< 1 cząstka w okolicy) Inaczej będzie dobrze. Niskie energie Mody nieskondensowane OK! chłodzenie OK Nadciekłość, mieszanie czterech fal Długie dystansy Atomy swobodne (fale de Broglie!)\ 11/23

Nasz bardziej realistyczny model chłodzenia t=tmax V(z) exp(-γ(z)) t=0 t=tr 12/23

Ewolucja do kwazikondensatu Czas rampy tr=75 F E. Witkowska et al. PRL 106, 135301 (2011) 13/23

Przejście BEC / kwazikondensat 14/23

Ewolucja do kondensatu Czas rampy tr=400 F 15/23

Mechanizm Kibble-Żurka Skalowanie liczby solitonów po rampie Ale, brak frontu kondensacji ~1 Quench time ~ czas rampy tr? 16/23

Termalizacja kwazikondensatu F 17/23

Solitony jako prekursory fluktuacji termicznych Długość koherencji w tmax (ztermalizowany gaz) Średnia odległość między solitonami w tr (koniec rampy) 18/23

Powstawanie kwazikondensatu Wolniejszy typ rampy RF knife na brzegu F Tu nic nie widać właściwie! Frontu też nie widać 19/23

Lokalna termodynamika Lokalna macierz gęstości Lokalna frakcja kondensatu Z wartości własnych lokalnej macierzy gęstości n0(x) Lokalna frakcja kondensatu n0(x) Lokalna frakcja kondensatu 20/23

Powstawanie kwazikondensatu 2 tr = 75 t=0 150 n0(x) Lokalna frakcja kondensatu N0(x) Obsadzenie lokalnego kondensatu 21/23

Zaczątki kwazikondensatu tr = 75 t=0 15 n0(x) Lokalna frakcja kondensatu n(x) Lokalna gęstość N0(x) Obsadzenie lokalnego kondensatu 22/23

Podsumowanie Wnioski Solitony ustalone pod koniec rampy są prekursorami fluktuacji równowagowych Solitony przystają jakościowo do opisu mechanizmem Kibble-Żurka Brak frontu kondensacji Potrafimy szczegółowo śledzić proces chłodzenia Plany na przyszłość Zrozumieć dobrze co się dzieje u zalążku (kwazi) kondensacji Jaka jest przyczyna braku frontu kondensacji? Oddziaływania przyciągające Chłodzenie gazem buforowym front kondensacji Żurka? 23/23