[論文レビュー] Bose-Einstein condensation of Efimovian triples in the unitary Bose gas

S. Musolino, Hadrien Kurkjian+4 more|Institutional Repository University of Antwerp (University of Antwerp)|Jun 21, 2021

Cold Atom Physics and Bose-Einstein Condensates参考文献 84被引用数 28

ひとこと要約

この論文は、クエンチされた単位系ボースガスにおける凝縮対の連続的形成とエフィモフ様の三重体の形成を予測し、短距離のエフィモフ・密度スケールが十分離れていても普遍的な三重体凝縮が現れる。

ABSTRACT

In an atomic Bose-Einstein condensate quenched to the unitary regime, we predict the sequential formation of a significant fraction of condensed pairs and triples. At short-distances, we demonstrate the two-body and Efimovian character of the condensed pairs and triples, respectively. As the system evolves, the size of the condensed pairs and triples becomes comparable to the interparticle distance, such that many-body effects become significant. The structure of the condensed triples depends on the relative size of Efimov states to density scales. Unexpectedly, we find universal condensed triples in the limit where these scales are well-separated. Our findings provide a new framework for understanding dynamics in the unitary regime as the Bose-Einstein condensation of few-body composites.

研究の動機と目的

• 強く相互作用するボースガスをユニタリティにクエンチした状態で、束縛された少数体状態（対とエフィモフ三重体）が凝縮しうることを動機づけ、理解する。
• カウラント階層を用いた多体フレームワークを開発し、原子凝縮、対凝縮、三重凝縮とそれらのODLROを捉える。
• 凝縮複合体の構造に関する短距離（エフィモフ）および長距離（密度）の制約を特定する。
• 短距離物理が非普遍的であっても、凝縮三重体が普遍的性質を示す領域を示す。

提案手法

• ユニタリティで分離可能な非局所ポテンシャルを用いた立方体ボリューム中のN個のボソンをモデル化する。
• 原子凝縮、対相関、三体相関を追跡するためにカウラント階層を用いる。
• 凝縮対および三重を表す複合演算子を導入・再正規化して、凝縮分率を抽出する。
• 対および三体波動関数の短距離漸近挙動を解析し、それらを二体・三体接触に関連づける。
• 三重体、クロスオーバー、普遍的密度領域を横断する凝縮分率と秩序パラメータの時間発展を計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ユニタリティボースガスにおいて、凝縮対とエフィモフ的三重体の形でボース＝アインシュタイン凝縮が生じうるか。
• RQ2 短距離のエフィモフ物理と長距離密度スケールは、凝縮複合体の構造とダイナミクスをどのように形作るか。
• RQ3 エフィモフと密度スケールが十分分離されている領域で、凝縮三重体には普遍的な振る舞いがあるか。
• RQ4 対・三体凝縮の短距離・長距離相関および運動量空間構造の署名は何か。
• RQ5 原子凝縮の枯渇は、二体・三体凝縮の成長と性質にどのように影響するか。

主な発見

• クエンチ後、原子および三体の凝縮分率が顕著に発展し、三体過程が原子の枯渇を加速させる。
• トライマー領域では基底状態のエフィモフ物理が三重凝縮を強く形作る；普遍的領域では三重凝縮は頑健で普遍的な特徴を示す。
• 短距離の対波動関数は約1/rにスケールし、三重波動関数はエフィモフ的1/R^2挙動と三体パラメータの対数周期依存を示す。
• エフィモフとフェルミスケールが十分分離されていても、媒体のダイナミクスは凝縮三重体の普遍的な個数と内部構造をもたらす。
• 三重凝縮体と基底状態のエフィモフ三重体との重なりは、特に局所構造転換が起きる普遍的領域で、トライマー特性の継続性を領域依存的に示す。
• この研究は、非平衡・強く相互作用するボースガスを、対・三重のセクターにODLROを伴う少数体複成体の凝縮として見る枠組みを提供する。