自束(superfluid)液滴表面振荡的有效理论

我们研究小幅度表面振荡的低能动力学，针对真空中球形超流液滴。从超流声子的有效场论出发，推导了在固定粒子数约束下，表面振荡的有效作用量。确定并展示了每个角动量量子数 $\ell$ 的正常模本频率 $\omega_{\ell}$，并证明其取决于一个无量纲参数，即表面张力与体积压缩能之比。我们识别出了一个关键参数值，在此值处呼吸模（$\ell = 0$）变得机械上不稳定，并证明当表面张力足够小时，所有$\ell \geq 2$的多极表面模式都会进入低能区。在该能区内，我们进一步对表面振荡进行量子化，其量子称为ripplon，允许构建服从角动量选择规则的通用多ripplon态。我们还将我们的理论应用于具体案例：一种弱相互作用的两组分玻色混合物，实现自束超流液滴。结果描述是通用的，即适用于具有自由界面且独立于微观细节的通用非相对论超流的表面动力学。