Sound-driven dynamics of pinned vortices in atomic Bose–Einstein condensates

Анотація

Теоретично досліджено динаміку вихорів у конденсатах Бозе–Ейнштейна, зумовлену звуковими збуреннями. Проаналізовано поширення та загасання акустичних хвиль у видовжених конденсатах і встановлено зв’язок між просторовим загасанням звуку та ефективною силою дисипації. Розглянуто квантований вихровий корд, закріплений локалізованим зменшенням густини та збуджуваний акустичними хвилями, що генеруються періодичним у часі потенціалом. За допомогою чисельного моделювання на основі дисипативного рівняння Гросса–Пітаєвського досліджено відгук вихору залежно від частоти й амплітуди зовнішнього збудження та визначено області параметрів, у яких взаємодія вихору з акустичним полем призводить до його відкріплення. Цей процес супроводжується перетворенням обертальної енергії, накопиченої в надплинному потоці, на стисливі акустичні збудження та поверхневі збудження. Порівняно квазідвовимірну й тривимірну геометрії та показано, що вихори з більшим топологічним зарядом посилюють акустичний відгук. Отримані результати встановлюють можливість керованого зв’язку між звуком і квантованою циркуляцією в обмежених квантових рідинах та відкривають шлях до дослідження перенесення обертальної енергії за участю вихорів в ультрахолодних газах.