Динамика разлета двухкомпонентного квазиодномерного бозе-эйнштейновского конденсата: фазовая диаграмма, автомодельные решения и дисперсионные ударные волны
Иванов С.К., Камчатнов А.М.

Received: September 20, 2016

DOI: 10.7868/S0044451017040034

PDF (663.7K)

Исследуется динамика разлета бозе-эйнштейновского конденсата, состоящего из двух компонент и изначально удерживаемого в квазиодномерной ловушке. Проведена классификация возможных начальных состояний двухкомпонентного конденсата с учетом неоднородности распределений компонент и построена соответствующая фазовая диаграмма на плоскости констант нелинейного взаимодействия. Получены дифференциальные уравнения, описывающие эволюцию конденсата, в предположении, что плотность и скорость конденсата зависят от пространственной координаты соответственно квадратично и линейно, что воспроизводит начальное равновесное распределение конденсата в ловушке в приближении Томаса-Ферми. Получены автомодельные решения этих дифференциальных уравнений для ряда важных частных случаев и выписаны асимптотические формулы, описывающие движение конденсата при больших временах, когда плотность конденсата становится настолько малой, что взаимодействием между атомами можно пренебречь. Рассмотрена задача о динамике несмешивающихся компонент с образованием дисперсионных ударных волн. Проведено сравнение численных решений уравнений Гросса-Питаевского с приближенными аналитическими решениями и численно изучены ситуации, когда используемый аналитический метод не допускает точных решений.