Analogues of Josephson junctions and black hole event horizons in atomic Bose–Einstein condensates

Analogues of Josephson junctions and black hole event horizons in atomic Bose–Einstein condensates

Yakimenko, A.I. ; Matsyshyn, O.I. ; Oliinyk, A.O. ; Biloshytskyi, V.M. ; Chelpanova, O.G. ; Vilchynskii, S.I.

Інші назви: Аналоги джозефсонівських переходів та горизонтів чорних дір в атомному конденсаті Бозе–Ейнштейна
Аналоги джозефсоновских переходов и горизонтов черных дыр в атомном конденсате Бозе–Эйнштейна

Тема: Актуальні проблеми квантових рідин та кристалів

URI: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/176265

Посилання: Analogues of Josephson junctions and black hole event horizons in atomic Bose–Einstein condensates / A.I. Yakimenko, O.I. Matsyshyn, A.O. Oliinyk, V.M. Biloshytskyi, O.G. Chelpanova, S.I. Vilchynskii // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 10. — С. 1316-1325. — Бібліогр.: 45 назв. — англ.

Підтримка: The authors are grateful to A. Desyatnikov and V. Cheianov for discussions and comments about this paper. V.S. is grateful for the support of this work to the German Academic Exchange Service (DAAD), Grant No. 91563279 (Scholarship Programme “Research Stays for University Academics and Scientists, 2015”). Y.A., B.V. and O.A. acknowledge support from Project 1/30-2015 “Dynamics and topological structures in Bose–Einstein condensates of ultracold gases” of the KNU Branch Target Training at the NAS of Ukraine.

Дата: 2018

Завантажень: 227

Analogues of Josephson junctions and black hole event horizons in atomic Bose–Einstein condensates

Анотація:

We study dynamical processes in coherently coupled atomic Bose–Einstein condensates. Josephson effects in ring-shaped and dumbbell geometries are theoretically investigated. Conditions for observation of the Josephson effect are revealed. We found that multicharged persistent current in toroidal condensate can be robust even for supersonic atomic flow. In numerical simulations the acoustic analogues of event horizon in quantized superflow were observed. These theoretical finding open perspectives for investigation of Bose Josephson junctions and quantum aspects of acoustic analogue of Hawking radiation in existing experimental setups.

Вивчено динамічні процеси у когерентно зв’язаному атомному конденсаті Бозе–Ейнштейна. Теоретично досліджено джозефсонівські елементи в кільцеподібних та гантелеподібних геометріях. Виявлено умови спостереження ефекту Джозефсона. Визначено, що багатозарядний постійний струм в тороїдному конденсаті може бути стійким навіть для надзвукового потоку атомів. У числових розрахунках спостерігалися акустичні аналоги горизонтів подій в квантованих надпотоках. Ці теоретичні знахідки відкривають перспективи для дослідження бозе-джозефсонівських переходів та квантових аспектів акустичного аналога випромінювання Хокінга в існуючих експериментальних пристроях.

Изучены динамические процессы в когерентно связанном атомном конденсате Бозе–Эйнштейна. Теоретически исследованы джозефсоновские элементы в кольцеобразных и гантелеобразных геометриях. Выявлены условия наблюдения эффекта Джозефсона. Обнаружено, что многозарядный постоянный ток в тороидальном конденсате может быть устойчивым даже для сверхзвукового потока атомов. В численных расчетах наблюдались акустические аналоги горизонтов событий в квантованных суперпотоках. Эти теоретические находки открывают перспективы для исследования бозе-джозефсоновских переходов и квантовых аспектов акустического аналога излучения Хокинга в существующих экспериментальных установках.

Показати повний запис статті