2次元回転ボース・アインシュタイン凝縮体におけるボルテックス核生成の数値的研究

Core Concepts

2次元回転ボース・アインシュタイン凝縮体の強い閉じ込め及び強い回転条件下での数値的最小化手法を提案し、ボルテックス構造の特徴を明らかにする。

Abstract

本論文では、2次元回転ボース・アインシュタイン凝縮体の強い閉じ込め及び強い回転条件下での数値的最小化手法を提案している。

離散化したグロス-ピタエフスキー汎関数を最小化するための勾配法アルゴリズムを開発した。
アルゴリズムには適応的なステップサイズ調整と制約条件への射影が含まれる。
最小化の収束判定基準を導出した。
ボルテックスの指数を計算するアルゴリズムと、ボルテックス層の指数を計算するアルゴリズムを開発した。
数値実験により、1成分及び2成分凝縮体の様々な物理状況を網羅し、最近の理論的結果を検証するとともに、新たな予想を支持する結果を得た。
提案手法と既存手法であるGPELabとの比較を行い、提案手法の効率性を示した。

Stats

ボルテックス核生成の臨界回転速度Ω1
ε、Ω2
ε、Ω3
ε は、それぞれ logp1{εq、1{ε、1{pε2 logp1{εqq程度である。
2成分凝縮体の強い分離領域では、ボルテックス層の形成が予想される。

Quotes

「ボルテックス層の形成が予想される」
「提案手法の効率性が示された」

Key Insights Distilled From

A numerical study of vortex nucleation in 2D rotating Bose-Einstein condensates

by Guillaume Du... at arxiv.org 04-17-2024

https://arxiv.org/pdf/2211.02316.pdf

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