Jahr | 2021 |
Autor(en) | Paul Leonard Große-Bley |
Titel | Universal Dynamics and Correlation Functions of the Three-Dimensional Bose Gas at a Nonthermal Fixed Point |
KIP-Nummer | HD-KIP 21-73 |
KIP-Gruppe(n) | F27 |
Dokumentart | Masterarbeit |
Abstract (de) | Um nicht-thermische Fixpunkte (NTFP) während der Relaxation des ultra- kalten, weit aus dem Equilibrium gequenchten Bose Gases zu studieren, wurden numerische Simulationen des semi-klassischen Gross-Pitaevskii Models in der ’Truncated Wigner‘-Näherung (TWA) verwendet. Indem die Änderung der Dynamik durch das Quenchen zu sehr kleinen Impuls-Skalen untersucht wurde, konnte eine mögliche Erklärung für das experimentell entdeckte, unerwartet langsame Skalierungsverhalten in Glidden et al. [2021] gefunden werden, welche die scheinbar anomalen kritischen Exponenten nicht auf einen anomalen NTFP zurückführt. Nachdem, wie in Kobayashi et al. [2021] beschrieben, viele Vortex- Ringe mit zufälligen Orientierungen und Positionen in einem Kondensat platziert wurden, konnte ein unerwartet schnelles Skalierungsverhalten (α ≈ 2.4, β ≈ 0.8) bei späten Zeiten festgestellt werden. Jenes folgte auf ein unterschiedliches Skalierungsverhalten bei frühen Zeiten welches dem erwarteten Gaußschen Fixpunkt (α ≈ 1.65, β ≈ 0.55) entspricht. Es wurden Feld-, Dichte- und Phasen-Korrelationsfunktionen berechnet und verglichen um die Rolle von Dichte- Fluktuationen am Gaußschen NTFP zu bestimmen. Auf Basis dieser Korrelatoren wurden verbundene 4-Punkt Korrelationsfunktionen direkt berechnet und, durch Mikheev et al. [2019] inspiriert, verbundene 2-, 4-, 6- und 8-Punkt Phasenwinkel- Korrelationsfunktionen indirekt berechnet, unter der Annahme, dass die Vortex- dominierte Dynamik durch eine niederenergetische, effektive Feldtheorie (EFT) des Phasenwinkels beschrieben werden kann. Universal Dynamics and Correlation Functions |
Abstract (en) | To study nonthermal fixed points (NTFP) during the relaxation of the ultra- cold Bose gas quenched far out of equilibrium, numerical simulations of the semi-classical Gross-Pitaevskii model in the Truncated Wigner Approximation (TWA) are employed. By investigating the change in dynamics due to quenching to very small momentum scales, a possible explanation for the experimentally found, slower than expected scaling behavior in Glidden et al. [2021] is found, according to which the seemingly anomalous critical exponents do not correspond an anomalous NTFP. After placing many vortex rings with random orientations and positions in a condensate as described in Kobayashi et al. [2021], a faster than expected scaling behavior (α ≈ 2.4, β ≈ 0.8) was observed at late times following behavior consistent with the expected Gaussian fixed point (α ≈ 1.65, β ≈ 0.55) at earlier times. Field-, density- and phase correlation functions were calculated and compared to determine the role of density fluctuations at the Gaussian NTFP. Based on these, connected 4-point correlation functions were calculated directly and, inspired by Mikheev et al. [2019], connected 2-, 4-, 6- and 8-point phase- angle correlation functions were calculated indirectly under the assumption that a low-energy effective field theory (EFT) in the phase-angle is able to describe the vortex-dominated dynamics. |
bibtex | @mastersthesis{Grosse21, author = {Paul Leonard Große-Bley}, title = {Universal Dynamics and Correlation Functions of the Three-Dimensional Bose Gas at a Nonthermal Fixed Point}, school = {Universität Heidelberg}, year = {2021}, type = {Masterarbeit}, month = {October} } |
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