Formazione di pattern in condensati guidati
La formazione spontanea di pattern da mezzi omogenei è un esempio ben compreso di instabilità idrodinamiche nei sistemi classici. Questo porta naturalmente alla domanda sulla sua manifestazione nei fluidi quantistici. I condensati di Bose-Einstein (BEC) di gas atomici sono stati una piattaforma ideale per studiare i fenomeni quantistici a molti corpi, come la superfluidità, offrendo allo stesso tempo l’opportunità di ampliare la nostra comprensione dell’idrodinamica classica ai sistemi quantistici.
Questa recensione introduce una serie di studi sperimentali sulla formazione di pattern in fluidi quantistici di gas atomici sotto guida esterna, tra cui le onde di Faraday in una e due dimensioni, i pattern di superficie e le instabilità di controcorrente in una miscela di superfluidi. La formazione di pattern nel sistema quantistico può essere compresa attraverso il processo di amplificazione parametrica, in cui una modalità dinamica instabile può essere amplificata esponenzialmente, in modo simile ai sistemi classici. Le equazioni che governano le eccitazioni di superficie dei BEC intrappolati possono essere matematicamente equivalenti a quelle dell’acqua poco profonda, indicando una descrizione universale dell’instabilità idrodinamica attraverso domini classici e quantistici.
Tuttavia, i condensati, in quanto superfluidi, possiedono anche caratteristiche quantistiche fondamentali, come la vorticità quantizzata e un distinto canale di dissipazione. Queste caratteristiche uniche mettono in mostra la frammentazione a molti corpi sotto forte modulazione e la generazione di vortici nel regime non lineare, il che potrebbe offrire un percorso per lo studio della turbolenza quantistica. La coesistenza della coerenza di fase a lungo raggio e della modulazione della densità nei condensati guidati potrebbe fornire caratteristiche inesplorate, come quelle osservate nelle modalità sonore simili a supersolidi, in contesti di non equilibrio.
Paper: ArXiv.org