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计算玻色-爱因斯坦凝聚体和简并费米气体动力学的统一方法。 (英语) Zbl 1499.76149号

小结:在这项工作中,我们提出了一个非常简单有效的数值方案,可以应用于研究玻色系统的动力学,例如具有非局域相互作用的自旋玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),但同样适用于费米气体。我们使用的方法是对众所周知的分割算子方法(SOM)的改进。我们在无偶极相互作用和有偶极相互影响的(F=1)旋量BEC以及强相互作用的双组分费米气体的情况下仔细研究了该算法。我们对SOM方法的扩展有很多优点:它快速、稳定,并且在高水平上保持所有物理约束(运动常数)不变。

MSC公司:

2005年76月 量子流体力学和相对论流体力学
2011年第35季度 依赖时间的薛定谔方程和狄拉克方程
55年第35季度 NLS方程(非线性薛定谔方程)
82年第35季度 与统计力学相关的PDE
81V45型 原子物理学
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参考文献:

[1] Adhikari,S.K.,玻色子-费米子混合物中的费米亮孤子,Phys。修订版A,72(2005)
[2] Adhikari,S.K.,BCS-BEC交叉中超流费米气体的非线性薛定谔方程,物理。A版,77(2008)
[3] 安德森,M.H。;Ensher,J.R。;Matthews,M.R。;维曼,C.E。;Cornell,E.A.,《稀原子蒸汽中玻色-爱因斯坦凝聚的观测》,《科学》,269198-201(1995)·doi:10.1126/science.269.5221.198
[4] 安托万,X。;Bao,W。;Besse,C.,非线性Schrödinger/gross-Pitaevskii方程动力学的计算方法,计算。物理学。社区。,184, 2621-2633 (2013) ·Zbl 1344.35130号 ·doi:10.1016/j.cpc.2013.07.012
[5] 鲍尔,J.A。;惠勒,J.A。;Fireman,E.L.,托马斯·费米原子的光吸收和电荷振荡,现代物理学评论。,45, 333-352 (1973) ·doi:10.103/修订版物理版45.333
[6] Bandrauk,A.D。;Shen,H.,求解含时薛定谔方程的高阶指数分裂算子方法,Canad。化学杂志。,70, 555-559 (1992) ·doi:10.1139/v92-078
[7] Bao,W。;蔡,Y.,玻色-爱因斯坦凝聚的数学理论和数值方法,Kinet。相关。国防部。,6, 1-135 (2013) ·Zbl 1266.82009年
[8] Bao,W。;Zhang,Y.,自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体耦合gross-Pitaevskii方程的动力学定律,方法应用。分析。,17, 49-80 (2010) ·Zbl 1206.35225号
[9] Bao,W。;蔡,Y。;Wang,H.,计算偶极玻色-爱因斯坦凝聚体基态和动力学的有效数值方法,J.Compute。物理。,229, 7874-7892 (2010) ·Zbl 1198.82036号 ·doi:10.1016/j.jcp.2010.07.001
[10] Bao,W。;Jaksch,D。;Markowich,P.A.,玻色-爱因斯坦凝聚的gross-Pitaevskii方程的数值解,J.Compute。物理。,187, 318-342 (2003) ·Zbl 1028.82501号 ·doi:10.1016/S0021-9991(03)00102-5
[11] Bao,W。;唐奇。;Zhang,Y.,通过非均匀FFT计算偶极玻色-爱因斯坦凝聚体基态和动力学的准确有效的数值方法,Commun。计算。,19, 1141-1166 (2016) ·Zbl 1388.65115号 ·doi:10.4208/cicp.scpde14.37s
[12] 医学博士巴雷特。;Sauer,J.A。;Chapman,M.S.,原子玻色-爱因斯坦凝聚态的全光学形成,物理学。修订稿。,87 (2001)
[13] C.C.布拉德利。;萨克特,C.A。;Hulet,R.G.,《锂的玻色-爱因斯坦凝聚:有限凝聚数的观测》,《物理学》。修订稿。,78, 985-989 (1997) ·doi:10.1103/PhysRevLett.78.985
[14] C.C.布拉德利。;萨克特,C.A。;托莱特,J.J。;Hulet,R.G.,《具有吸引力相互作用的原子气体中玻色-爱因斯坦凝聚的证据》,《物理学》。修订稿。,75, 1687-1690 (1995) ·doi:10.1103/PhysRevLett.75.1687
[15] Chiofalo,M.L。;Succi,S。;Tosi,M.P.,通过显式成像时间算法,Phys,捕获相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体的基态。版本E,62,7438-7444(2000)·doi:10.1103/PhysRevE.62.7438
[16] 达尔福沃,F。;Giorgini,S。;Pitaevskii,L.P。;Stringari,S.,《囚禁气体中玻色-爱因斯坦凝聚理论》,修订版。物理。,71, 463-512 (1999) ·doi:10.1103/RevModPhys.71.463
[17] Davis,K.B。;M.-O.梅韦斯。;安德鲁斯,M.R。;新泽西州van Druten。;Durfee,D.S。;Kurn,D.M。;Ketterle,W.,钠原子气体中的玻色-爱因斯坦凝聚,物理学。修订稿。,75, 3969-3973 (1995) ·doi:10.1103/PhysRevLett.75.3969
[18] DeMarco,B。;Jin,D.S.,囚禁原子气体中费米简并的开始,科学,2851703-1706(1999)·doi:10.1126/science.285.5434.1703
[19] 爱德华兹,M。;多德·R·J。;Clark,C.W.,零温度,原子玻色-爱因斯坦凝聚态的平均场论,J.Res.Natl。仪表架。技术。,101, 553 (1996) ·doi:10.6028/jres.101.055
[20] 爱因斯坦。;de Haas,W.J.,实验员Nachweis der Ampèreschen Molekularströme,Verh.Dtsch。物理学。Ges.、。,17, 152 (1915)
[21] Feit,医学博士。;Fleck Jr.,J.A。;Steiger,A.,用谱方法求解薛定谔方程,J.Compute。物理。,47, 412-433 (1982) ·Zbl 0486.65053号 ·doi:10.1016/0021-9991(82)90091-2
[22] Fermi,E.,Un metodo statistico per la determinazione di alcune preoretádellátome,Rend。阿卡德。林西,6602(1927)
[23] Furihata;Matsuo,T.,《离散变分导数法》(2011年),CRC出版社泰勒和弗朗西斯集团:CRC出版社,泰勒和弗朗西丝集团,伦敦·Zbl 1227.65094号
[24] Gawryluk,K。;布鲁奇克,M。;Bongs,K。;Gajda,M.,铷冷凝液中的共振爱因斯坦-德哈斯效应,物理学。修订稿。,99 (2007) ·doi:10.1103/PhysRevLett.99.130401
[25] Garwyluk,K。;Brewczyk,M。;加伊达,M。;Rza ewski,K.,有限温度下自旋凝聚体的相干性质,物理学。修订版A,76(2007)
[26] Gawryluk,K。;Bongs,K。;Brewczyk,M.,《如何观察自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中的偶极效应》,物理学。修订稿。,106 (2011) ·doi:10.1103/PhysRevLett.106.140403
[27] 哥拉尔,K。;Santos,L.,囚禁偶极气体的单个和二元玻色-爱因斯坦凝聚体的基态和基本激发,Phys。修订版A,66(2002)
[28] 哥拉尔,K。;Rza ewski,K。;Pfau,T.,磁偶极力下的玻色-爱因斯坦凝聚,物理学。修订版A,61051601(R)(2000年)·doi:10.1103/PhysRevA.61.051601
[29] Greengard,L。;江,S。;Bao,W.,通过非均匀FFT快速准确评估非局部库仑和偶极-偶极相互作用,SIAM J.Sci。计算。,36,B777-B794(2014)·Zbl 1307.65184号 ·数字对象标识代码:10.1137/130945582
[30] Gross,E.P.,玻色子系统中量子化涡旋的结构,Nuovo-Cimento,20454-477(1961)·Zbl 0100.42403号 ·doi:10.1007/BF02731494
[31] Gross,E.P.,超流体凝结水的流体动力学,J.Math。物理。,4, 195-207 (1963) ·doi:10.1063/1.1703944
[32] 海尔,E。;卢比奇,C。;Wanner,G.,几何-数值积分(2002),Springer-Verlag:Springer-Verlag,Berlin-Heidelberg-New York·Zbl 0994.65135号
[33] Ho,T.-L.,光学陷阱中的自旋玻色凝聚,物理学。修订稿。,81, 742-745 (1998) ·doi:10.103/PhysRevLett.817.742
[34] Karpiuk,T。;Brewczyk,M。;杜布雷克。;Baranov,医学硕士。;勒文斯坦,M。;Rza ewski,K.,中性费米原子单组分气体中类孤子脉冲的光学产生,Phys。修订版A,66(2002)·doi:10.1103/PhysRevA.66.023612
[35] Karpiuk,T。;Brewczyk,M。;Rza ewski,K.,双组分简并费米子气体的基态,Phys。A版,69(2004)·doi:10.1103/PhysRevA.69.043603
[36] Karpiuk,T。;Brewczyk,M。;加伊达,M。;Rza ewski,K.,《关于Bose-Fermi混合物的稳定性》,J.Phys。B、 38,L215-L221(2005)·doi:10.1088/0953-4075/38/13/L02
[37] Karpiuk,T.,Grochowski,P.,Brewczyk,M.和Rza̧żewski,K.,排斥双组分费米气体动力学的统一描述。可在http://arxiv.org/abs/1704.07707。
[38] 川口,Y。;齐藤,H。;Ueda,M.,偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的爱因斯坦-德哈斯效应,物理学。修订稿。,96 (2006) ·doi:10.1103/PhysRevLett.96.080405
[39] van Kempen,E.G.M。;Kokkelmans,S.,J.J.,M.F.公司。;海因岑,D.J。;Varhaar,B.J.,《三项高精度实验中超冷铷相互作用的同位素间测定》,Phys。修订稿。,88 (2002) ·doi:10.1103/PhysRevLett.88.093201
[40] Kirzhnits,D.A.,《托马斯·费尔米方程的量子修正》,Sov。物理学。JETP,5,64(1957)·Zbl 0079.42304号
[41] KishorKumar,R。;Young-S.,L.E。;Vudragović,D。;巴拉日,A。;Muruganandam,P。;Adhikari,S.K.,Fortran和C程序,用于各向异性陷阱中含时偶极gross-Pitaevskii方程,计算。物理学。社区。,195, 117-128 (2015) ·Zbl 1344.82006年 ·doi:10.1016/j.cpc.2015.03.024
[42] Leforestier,C。;比塞林,R.H。;Cerjan,C。;医学博士Feit。;弗里斯纳,R。;古德堡,A。;Hammerich,A。;Jolicard,G。;Karrlein,W。;Meyer,H.-D。;利普金,N。;O.罗塞罗。;Kosloff,R.,《含时薛定谔方程不同传播方案的比较》,J.Compute。物理。,94, 59-80 (1991) ·Zbl 0731.65110号 ·doi:10.1016/0021-9991(91)90137-A
[43] Leggett,A.J.,碱性气体中的玻色-爱因斯坦凝聚:一些基本概念,修订版。物理。,73, 307-356 (2001) ·doi:10.1103/RevModPhys.73.307
[44] Lubich,C.,《从量子到经典分子动力学:简化模型和数值分析》(2008),欧洲数学学会:欧洲数学学会,苏黎世·Zbl 1160.81001号
[45] 马德隆,E.,Quantentheorie in hydrodynamischer form,Z.Phys。,40, 322-326 (1927) ·doi:10.1007/BF014000372
[46] Muruganandam,P。;Adhikari,S.K.,完全各向异性陷阱中含时gross-Pitaevskii方程的Fortran程序,计算。物理学。社区。,180, 1888-1912 (2009) ·Zbl 1353.35002号 ·doi:10.1016/j.cpc.2009.04.015
[47] Ohmi,T。;Machida,K.,《碱原子气体中具有内自由度的玻色-爱因斯坦凝聚》,J.Phys。Soc.Jpn.公司。,67, 1822-1825 (1998) ·doi:10.1143/JPSJ.67.1822
[48] Pethick,C.J。;Smith,H.,《稀气体中的玻色-爱因斯坦凝聚》(2002),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社,剑桥
[49] Pitaevskii,L.P.,不完美玻色气体中的涡流线,Zh。埃克斯普·特尔。Fiz.公司。,40, 646 (1961)
[50] Pitaevskii,L.P.,不完美玻色气体中的涡旋线,Sov。物理学-JETP,13451(1961)
[51] Salasnich,L。;阿迪卡里,S.K。;Toigo,F.,《一维玻色和费米原子的自束缚液滴:平均场和Tonks-Girardeau体系的集体性质》,《物理学》。版本A,75(2007)
[52] 桑纳,C。;苏,E.J。;黄,W。;Keshet,A。;Gillen,J。;Ketterle,W.,排斥相互作用费米气体中的关联和成对,物理学。修订稿。,108 (2012) ·doi:10.1103/PhysRevLett.108.240404
[53] 桑托斯,L。;Shlyapnikov,G.V。;Zoller,P。;Lewenstein,M.,捕获偶极气体中的玻色-爱因斯坦凝聚,物理学。修订稿。,85, 1791-1794 (2000) ·doi:10.1103/PhysRevLett.85.1791
[54] 韦斯·奥基,T。;索文斯基,T。;彼得拉斯泽维奇,J。;Brewczyk,M。;勒文斯坦,M。;Zakrzewski,J。;Gajda,M.,Rb87原子凝聚体中的可调谐偶极共振和爱因斯坦-德哈斯效应,物理学。版本A,83(2011)·doi:10.1103/PhysRevA.83.063617
[55] Thomas,L.H.,原子场的计算,Proc。剑桥菲洛斯。《社会学杂志》,23542(1926)·doi:10.1017/S0305004100011683
[56] 特拉普,M.-I。;Grochowski,P。;Brewczyk,M。;Rza ewski,K.,排斥性双组分费米气体的地面状态密度,Phys。版本A,93(2016)
[57] 上田,M。;Kawaguchi,Y.,《自旋玻色-爱因斯坦凝聚体》,《物理学》。众议员,520,253-381(2012)·doi:10.1016/j.physrep.2012.07.005
[58] Valtolina,G.、Scazza,F.、Amico,A.、Burchianti,A.、Recati,A.、Enss,T.、Inguscio,M.、Zaccanti,M.和Roati,G.,预印本(2016年)。可从arXiv:1605.07850获取。
[59] Vudragović,D。;维达诺维奇,I。;巴拉日,A。;Muruganandam,P。;Adhikari,S.K.,C在完全各向异性陷阱中求解含时Gross-Pitaevskii方程的程序,Compute。物理学。社区。,183, 2021-2025 (2012) ·Zbl 1353.35003号 ·doi:10.1016/j.cpc.2012.03.022
[60] Wang,H.,用于计算自旋体F=1玻色-爱因斯坦凝聚体动力学的时间分裂谱方法,国际计算杂志。数学。,84, 925-944 (2007) ·Zbl 1117.82311号 ·doi:10.1080/00207160701458369
[61] Wang,H.,使用改进的双二次B样条有限元求解二维非定常对流扩散问题,国际计算杂志。数学。,94, 1 (2017) ·Zbl 1365.65229号 ·doi:10.1080/00207160.2015.1085976
[62] Weizsäcker,C.F.,《科恩马森理论》,Z.Phys。,96, 431-458 (1935) ·兹伯利0012.23501 ·doi:10.1007/BF01337700
[63] Yi,S。;你,L.,具有各向异性相互作用的囚禁原子凝聚,物理学。A版,61(2000)·doi:10.1103/PhysRevA.61.041604
[64] 可在http://fftw.org/。
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