Large scattering lengths and long-range interactions in ultracold atomic gases

Julkaisun otsikon käännös: Large scattering lengths and long-range interactions in ultracold atomic gases

Risto Sarjonen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Tässä väitöskirjassa käsitellään bosonisia ja fermionisia kvanttikaasuja. Työn ensimmäisessä osassa mallinnetaan eräässä Bose-kaasussa tehdyn Braggin sirontakokeen tulokset variaatiolaskentaan perustuvan monen kappaleen teorian avulla. Kokeessa sirontapituus pystyttiin säätämään suureksi Feshbach-resonanssin avulla ja tämän takia olemassa olevia malleja ei voitu käyttää tulosten selittämiseen. Tämä teki kokeesta erityisen kiinnostavan tutkimuskohteen. Ensin kehitimme joukon ad hoc -potentiaaleja, joilla sovitimme havaitun eksitaatiospektrin. Myöhemmin hyödynsimme T-matriisiformalismia Feshbach-resonanssin kuvaamisessa ja tällöin pystyimme mallintamaan myös sidottujen tilojen energioita. Yhteenvetona mallista voidaan todeta, että se mallintaa havaitun eksitaatiospektrin ja antaa oikean sidotun tilan energian joissain tapauksissa. Tämän työn toisessa osassa tutkitaan fermionisia kvanttikaasuja. Erityisesti tutkimme spin-riippuvaan optiseen hilaan vangittuja spin-1/2 hiukkasia. Hilageometriassa ylös-spin komponentti liikkuu hunajakennohilassa, mutta alas-spin komponentti on rajoitettu hunajakennohilan alihilaan, nimittäin kolmiohilaan. Sisällytimme malliimme attraktiivisen kontaktivuorovaikutuksen ja lähinaapurivuorovaikutuksen ja muotoilimme lähinaapurivuorovaikutusta kuvaavan termin siten, että se ottaa huomioon spontaanin ajankääntösymmetrian rikkoutumisen mahdollisuuden. Lisäksi otimme huomioon Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov (FFLO) faasin mahdollisuuden. Keskiarvotetun kentän approksimaation puitteissa osoitimme, että FFLO tila on systeemin perustila useissa tapauksissa. Lisäksi osoitimme, että ajankääntösymmetria rikkoutuu spontaanisti, jos lähinaapurivuorovaikutus on riittävän voimakas. Lopuksi näytimme myös, että ajankääntösymmetria rikkoutuu joissain tapauksissa myös FFLO faasissa. Toisin sanoen löysimme faasin, jossa ajankääntösymmetria ja spatiaalinen symmetria rikkoutuvat yhtä aikaa.
Julkaisun otsikon käännösLarge scattering lengths and long-range interactions in ultracold atomic gases
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Törmä, Päivi, Vastuuprofessori
  • Törmä, Päivi, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-6121-4
Sähköinen ISBN978-952-60-6122-1
TilaJulkaistu - 2015
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • kvanttikaasut
  • Bosen-Einsteinin kondensaatti
  • Feshbach-resonanssi
  • optinen hila
  • suprajuoksevuus
  • topologiset faasit

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Large scattering lengths and long-range interactions in ultracold atomic gases'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä