Localisation of excitations in disordered 2D Bose-Einstein condensates
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die elementaren Anregungen wechselwirkender Bose-Einstein-Kondensate sind, bei kleinen Energien, Schallwellen, die eine lineare Dispersionsrelation der Form ω = ck haben, wobei ω die Frequenz, k = π/λ die Wellenzahl, und c die Schallgeschwindigkeit bezeichnen. Wir haben diese Schallwellen in einem Kondensat untersucht, das sich in einem schwachen, ungeordneten Störungspotential befindet. Es zeigt sich, dass die effektive Schallgeschwindigkeit in räumlich korrelierten Unordnungspotentialen stets kleiner ist als im homogenen System, und zwar unabhängig von dessen Dimensionalität. Dagegen gibt es lediglich einen einzigen, bislang aus der Literatur bekannten Fall, und zwar der einer räumlich unkorrelierten Unordnung in d = 3 Dimensionen, in dem die Korrektur aufgrund der Unordnung positiv ist. Wir haben weiterhin die Energie der Anregungen in der Unordnung berechnet, die als grundlegende Größe nun auch die Berechnung weiterer dynamischer bzw. thermodynamischer Größen gestattet, und insbesondere den Zusammenbruch der Superfluidität und Übergang zum sogenannten Bose-Glass. Im Nachhinein vielleicht nicht überraschend, aber von uns nicht vorhergesehen war, dass die ursprünglich anvisierte delta-Störstelle in höheren Dimensionen als d = 1 kein guter Ausgangspunkt ist. Stattdessen muss ein Potential mit endlicher Reichweite betrachtet werden, was allerdings in Anbetracht der experimentell realisierbaren optischen Speckle-Potentiale auch angeraten ist. Ebenfalls nicht vorhergesehen war, dass unsere Bogoliubov-Anregungen nützlich werden würden, um die dynamischen Instabilitäten der intensiv untersuchten Bloch-Oszillationen in optischen Gittern zu charakterisieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "Coherent Matter Wave Transport in Speckle Potentials", New J. Phys. 9, 161 (2007)
R. C. Kuhn, O. Sigwarth, C. Miniatura, D. Delande, C. A. Müller
- "Anisotropic scattering of Bogoliubov excitations", Europhys. Lett. 83, 10006 (2008)
Ch. Gaul and C. A. Müller
- "Quantum diffusion of matter waves in 2D speckle potentials", Eur. Phys. J. B 68, 353 (2009)
C. Miniatura, R. C. Kuhn, D. Delande, C. A. Müller
- "Speed of sound in disordered Bose-Einstein condensates", Phys. Rev. A 80, 053620 (2009)
C. Gaul, N. Renner, C. A. Müller
- "Stable Bloch oscillations of cold atoms with time dependent interaction", Phys. Rev. Lett. 102, 255303 (2009)
C. Gaul, R. P. A. Lima, E. Diaz, C. A. Müller, F. Dominguez-Adame
- "Bogoliubov excitations of inhomogeneous Bose-Einstein condensates", Disssertation, Universität Bayreuth (2010)
C. Gaul
