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Contrôle de la diffusion anormale d'un polaron de Bose

Date :


Christos Charalambous1, Miguel Ángel García-Mars1,2, Gorka Muñoz-Gil1, Przemysław Ryszard Grzybowski3et Maciej Lewenstein1,4

1ICFO – Institut de Ciéncies Fotóniques, The Barcelona Institute of Science and Technology, 08860 Castelldefels (Barcelone), Espagne
2Instituto Universitario de Matemática Pura y Aplicada, Universitat Politècnica de València, E-46022 València, Espagne
3Faculté de physique, Université Adam Mickiewicz, Umultowska 85, 61-614 Poznań, Pologne
4ICREA, Lluis Companys 23, E-08010 Barcelone, Espagne

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Abstract

Nous étudions le comportement diffusif d'un polaron de Bose immergé dans un condensat de Bose-Einstein (BEC) à deux composants couplés de manière cohérente. Nous supposons un BEC unidimensionnel uniforme. Polaron superdiffuse s'il se couple de la même manière aux deux composants, c'est-à-dire de manière attractive ou répulsive aux deux. C'est le même comportement que celui d'une impureté immergée dans un seul BEC. Inversement, le polaron présente un comportement subdiffusif transitoire non trivial s'il se couple de manière attractive à l'une des composantes et de manière répulsive à l'autre. L'exposant de diffusion anormal et la durée de l'intervalle sous-diffusif peuvent être contrôlés avec la fréquence de Rabi du couplage cohérent entre les deux composants, et avec la force de couplage de l'impureté au BEC.

Le phénomène de diffusion anormale, c'est-à-dire lorsqu'une particule ne suit pas la dynamique brownienne, suscite un intérêt croissant en physique classique et quantique, apparaissant dans une pléthore de systèmes. Dans les systèmes classiques, il y a eu un effort considérable pour élucider les propriétés et les conditions du comportement diffusif anormal, avec une grande importance accordée à la question de savoir comment cette diffusion anormale pourrait potentiellement être contrôlée.
Dans les systèmes quantiques, un exemple paradigmatique d'un système hautement contrôlé est celui d'un condensat de Bose Einstein (BEC). De plus, il a déjà été montré que les BEC avec des interactions accordables sont des systèmes prometteurs pour étudier un certain nombre de phénomènes liés à la diffusion.

Dans ce travail, nous étudions le comportement diffusif d'une impureté immergée dans un BEC à deux composants couplés de manière cohérente. Nous constatons que l'impureté superdiffuse si elle se couple de la même manière aux deux composants, c'est-à-dire de manière attractive ou répulsive aux deux. C'est le même comportement que celui d'une impureté immergée dans un seul BEC. Cependant, l'impureté présente un comportement subdiffusif transitoire non trivial si elle se couple de manière attractive à l'un des composants et de manière répulsive à l'autre. L'exposant de diffusion anormal ainsi que la durée de l'intervalle sous-diffusif, apparaissant dans ce cas, sont contrôlés par la fréquence de Rabi du couplage cohérent entre les deux composants, et par la force de couplage de l'impureté au BEC.

► Données BibTeX

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Source : https://quantum-journal.org/papers/q-2020-02-20-232/

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