Spin-1 droplets stabilized by spin fluctuations
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FİZİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: TAHA ALPER YOĞURT
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ahmet Keleş
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Etkileşen Bose-Einstein yoğunlaşmaları, manyetik veya optik tuzaklar gibi harici bir sınırlamayla mekanik olarak stabilize edilir. Sınırlandırma kaldırıldığında etkileşimin itici veya çekici olmasına bağlı olarak genişleme veya çökme davranışı sergilerler. Gross-Pitaevskii ortalama alan teorileri genellikle yoğuşma denge özellikleri ve dinamiklerinin niteliksel olarak anlaşılmasını sağlamak için yeterlidir, bu nedenle ortalama alan dalgalanmalarının ötesindeki dalgalanmalar küçük niceliksel düzeltmeler olarak kabul edilir. Kuantum damlacık fazları, çekici ortalama alan etkileşiminin, herhangi bir dış tuzak olmaksızın itici Lee-Huang-Yang dalgalanmaları tarafından dengelendiği, yoğunlaşmanın kendi kendini dengeleyen fazlarıdı. Damlacıklar teorik olarak ikili Bose karışımı ve dipolar yoğunlaşmalar için incelendi ve her ikisi de son zamanlarda ultra soğuk atomik gaz deneylerinde gerçekleştirildi. Burada spin-1 yoğunlaşmasını kuantum damlacık fazı sergileyen başka bir aday olarak öneriyoruz. Polar ve anti-ferromanyetik düzen parametrelerindeki spin-1 yoğunlaşmalarının benzer bir kendi kendini dengeleme mekanizması sergileyebileceğini savunuyoruz. Ayrıca polarize spin-1 ile Rabi-bağlı ikili karışım yoğunlaşmaları arasında bir benzetimin farkına varıyoruz. Rabi frekansı $\omega_R$ ve ikinci dereceden Zeeman enerjisi $q$, sırasıyla Rabi-bağlantılı karışım ve spin-1 gazı için Lee-Huang-Yang enerjisini ayarlayabilir. Ayrıca, ayar bozucu $\delta$ ve doğrusal Zeeman enerjisi $p$, ortalama alan enerjisini önemli ölçüde değiştirebilen sırasıyla Rabi-bağlı karışım ve spin-1 gazındaki polarizasyonu ayarlamak için harici parametrelerdir. Sırasıyla $\omega_R-\delta$ ve $q-p$ parametre düzlemlerinde Rabi-bağlı karışımın ve spin-1 gazının mekanik stabilitesi için faz diyagramını oluşturuyoruz. Son olarak Bose karışımı kuantum damlacıklarının döndürmeye nasıl tepki verdiğini ele alıyoruz. Güçlü bir şekilde sınırlanmış kuantum damlacıklarının hızlı dönüş altında üçgen girdap örgüleri sergilediğini bulduk. Girdap örgülerinin özellikleri itici yoğunlaşmalardan üç noktada farklılık gösterir. İlk olarak, damlacık boyutundaki değişiklik, itici yoğunlaşmanın uzaklaşma yarıçapının aksine, hızlı dönüş sınırında yalnızca kesirlidir. Bu özellik, dönen ultra soğuk gazlarda en düşük Landau seviyesi durumlarının ve güçlü bir şekilde ilintili fazların gerçekleştirilmesine yol açabilir. İkinci olarak, girdap örgüsü boyunca çekirdek boyutundaki değişiklik, yoğunlaşmanın kenarındaki sonlu yoğunluk nedeniyle daha kolay takip edilebilir. Son olarak, girdap örgüleri hafifçe bozulmuştur; bu bozulmanın miktarı, düzgün olmayan süperakışkan yoğunluğundan dolayı beklenen girdap yoğunluğu profiline uygundur. Hızlı dönüş sınırında damlacık, girdap örgüsünün mükemmel periyodikliğe en yakın olduğu düz tepe yoğunluk profiline yaklaşır.