非平衡原子凝聚体与混合物：集体模式、凝聚体生长与热化

囚禁超冷原子气体或其混合物的非平衡动力学是一个极其丰富的课题。尽管经过了20年的研究并在实验方面取得了显著进展，但关于此类系统的生长、弛豫和热化仍存在许多未解问题，且目前尚无普遍接受的理论对其进行描述。本文讨论了一种最先进的动力学方法，它给出了微观尺度上物理过程的直观图像，在临界区域上下均广泛适用（但不适用于临界区域本身）。具体而言，Zaremba-Nikuni-Griffin (ZNG) 方案提供了凝聚体与热原子之间耦合的自洽描述，包括这两个子系统之间的碰撞。该方法已在多种设置下成功通过实验检验，包括集体模式（例如单极、偶极和四极模式）、拓扑激发（孤子和涡旋）以及表面蒸发冷却。在此，我们表明该方法能够捕捉单分量和双分量 BEC 非平衡动力学的两个重要方面：Kohn 模式（与相互作用和温度无关的无阻尼偶极振荡）以及导致突然蒸发后凝聚体生长的（再）热化。我们在球对称阱中进行的模拟揭示了：(i) 单分量 Bose 气体蒸发冷却中有趣的两阶段动力学及显著单极模式的出现；(ii) 真实双分量混合物协同冷却相关的长热化时间。由此引出了关于此类系统中热化机制与性质的未解问题，需要进一步受控实验进行基准测试。