基于光滑粒子流体动力学的旋转玻色–爱因斯坦凝聚体中涡旋晶格形成的三维分析
计算物理
2024-09-04 v3 量子气体
摘要
最近，我们提出了一种利用光滑粒子流体动力学（SPH）结合显式时间积分方案模拟旋转玻色–爱因斯坦凝聚体（BEC）中涡旋晶格形成的新数值格式；我们的 SPH 方案能够复现 trapped 于二维谐振势中的准二维（2D）旋转 BEC 内的涡旋晶格及其形成过程。在本研究中，我们成功演示了 trapped 于三维谐振势中形成“雪茄形”凝聚体的三维旋转 BEC 的模拟。我们发现，我们的方案能够复现文献中观察到的旋转三维 BEC 的以下典型行为：(i) 原点处横截面上形成的晶格特征形状及其形成过程，(ii) 达到稳态后沿垂直轴涡旋线的稳定存在，(iii) “切饼干”形状，在垂直方向一定范围内任意切割凝聚体均观察到相似晶格形状，(iv) 涡旋线接近凝聚体内边缘时的弯曲，以及 (v) 由从凝聚体外部进入的涡旋形成涡旋晶格。因此，我们通过模拟旋转三维 BEC 进一步验证了我们的方案。
关键词
引用
@article{arxiv.2307.08667,
title = {Three-dimensional analysis of vortex-lattice formation in rotating Bose-Einstein condensates using smoothed-particle hydrodynamics},
author = {Satori Tsuzuki and Eri Itoh and Katsuhiro Nishinari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.08667},
year = {2024}
}