Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một Loại Ngưng Tụ Mới của Các Hạt Bose Thông Qua Các Quá Trình Kích Thích
Tóm tắt
Chúng tôi chỉ ra rằng sự tán xạ kích thích của một hệ thống hạt Bose N đơn lẻ với phân phối năng lượng ban đầu rộng có thể dẫn đến sự ngưng tụ của các hạt vào trạng thái tập thể kích thích trong đó hầu hết các boson chiếm đoạt một hoặc vài chế độ. Trong quá trình ngưng tụ, tổng số hạt và năng lượng được bảo toàn, trong khi đó entropy của hệ thống tăng lên. Sự khởi đầu của quá trình ngưng tụ xảy ra tại một số lượng hạt chiếm đóng tới hạn khi quá trình làm hẹp phổ do các quá trình kích thích vượt qua quá trình làm rộng phổ do khuếch tán. Điều này khác với ngưng tụ Bose–Einstein, trong đó các hạt trải qua sự ngưng tụ vào trạng thái cân bằng do các quá trình nhiệt hóa.
Từ khóa
#ngưng tụ hạt Bose #tán xạ kích thích #trạng thái tập thể #phổ năng lượng #nhiệt hóaTài liệu tham khảo
B.C. Crooker, B. Hebral, E.N. Smith, Y. Takano, J.D. Reppy, Superfluidity in a dilute bose gas. Phys. Rev. Lett. 51, 666 (1983)
M.H.W. Chan, K.I. Blum, S.Q. Murphy, G.K.S. Wong, J.D. Reppy, Disorder and the superfluid transition in liquid \(^{4}\)He. Phys. Rev. Lett. 61, 1950 (1988)
P.A. Crowell, F.W. Van Keuls, J.D. Reppy, Superfluid-insulator transition in \(^{4}\)He films adsorbed in Vycor glass. Phys. Rev. Lett. 75, 1106 (1995)
M.O. Scully, S. Fulling, D.M. Lee, D.N. Page, W.P. Schleich, A.A. Svidzinsky, Quantum optics approach to radiation from atoms falling into a black hole. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 115, 8131 (2018)
M.H. Anderson, J.R. Ensher, M.R. Matthews, C.E. Wieman, E.A. Cornell, Observation of Bose-Einstein condensation in a dilute atomic vapor. Science 269, 198 (1995)
K.B. Davis, M.O. Mewes, M.R. Andrews, N.J. van Druten, D.S. Durfee, D.M. Kurn, W. Ketterle, Bose-Einstein condensation in a gas of sodium atoms. Phys. Rev. Lett. 75, 3969 (1995)
C.C. Bradley, C.A. Sackett, R.G. Hulet, Bose-Einstein condensation of lithium: observation of limited condensate number. Phys. Rev. Lett. 78, 985 (1997)
H. Fröhlich, Bose condensation of strongly excited longitudinal electric modes. Phys. Let. A 26, 402 (1968)
Yu. Kagan, L.A. Manakova, Condensation of phonons in an ultracold Bose gas. Phys. Lett. A 361, 401 (2007)
L.V. Butov, A.L. Ivanov, A. Imamoglu, P.B. Littlewood, A.A. Shashkin, V.T. Dolgopolov, K.L. Campman, A.C. Gossard, Stimulated scattering of indirect excitons in coupled quantum wells: signature of a degenerate bose-gas of excitons. Phys. Rev. Lett. 86, 5608 (2001)
R. Balili, V. Hartwell, D. Snoke, L. Pfeiffer, K. West, Bose-Einstein condensation of microcavity polaritons in a trap. Science 316, 1007 (2007)
H. Deng, G. Weihs, C. Santori, J. Bloch, Y. Yamamoto, Condensation of semiconductor microcavity exciton polaritons. Science 298, 199 (2002)
J. Kasprzak, M. Richard, S. Kundermann, A. Baas, P. Jeambrun, J.M.J. Keeling, F.M. Marchetti, M.H. Szymańska, R. André, J.L. Staehli, V. Savona, P.B. Littlewood, B. Deveaud, L.S. Dang, Bose-Einstein condensation of exciton polaritons. Nature 443, 409 (2006)
J. Klaers, J. Schmitt, F. Vewinger, M. Weitz, Bose-Einstein condensation of photons in an optical microcavity. Nature 468, 545 (2010)
L.A. Melnikovsky, Bose-Einstein condensation of rotons. Phys. Rev. B 84, 024525 (2011)
A.S. Borovik-Romanov, Yu.M. Bunkov, V.V. Dmitriev, Yu.M. Mukharskiy, Long-lived induction signal in superfluid \(^{3}\) He-B. JETP Lett. 40, 1033 (1984)
S.O. Demokritov, V.E. Demidov, O. Dzyapko, G.A. Melkov, A.A. Serga, B. Hillebrands, A.N. Slavin, Bose-Einstein condensation of quasi-equilibrium magnons at room temperature under pumping. Nature 443, 430 (2006)
S.P. Mathew, S.N. Kaul, Bose-Einstein condensation of magnons in polycrystalline gadolinium with nano-size grains. J. Phys. Condens. Matter 23, 266003 (2011)
O. Vainio, J. Ahokas, J. Järvinen, L. Lehtonen, S. Novotny, S. Sheludiakov, K.A. Suominen, S. Vasiliev, D. Zvezdov, V.V. Khmelenko, D.M. Lee, Bose-Einstein condensation of magnons in atomic hydrogen gas. Phys. Rev. Lett. 114, 125304 (2015)
R. Bonifacio, L. Lugiato, Cooperative radiation processes in two-level systems: superfluorescence. Phys. Rev. A 11, 1507 (1975)
G. Heinrich, M. Ludwig, J. Qian, B. Kubala, F. Marquardt, Collective dynamics in optomechanical arrays. Phys. Rev. Lett. 107, 043603 (2011)
M. Zhang, S. Shah, J. Cardenas, M. Lipson, Synchronization and phase noise reduction in micromechanical oscillator arrays coupled through light. Phys. Rev. Lett. 115, 163902 (2015)
J. Sheng, X. Wei, C. Yang, H. Wu, Self-organized synchronization of phonon lasers. Phys. Rev. Lett. 124, 053604 (2020)
J.R. Reimers, L.K. McKemmish, R.H. McKenzie, A.E. Mark, N.S. Hush, Weak, strong, and coherent regimes of Fröhlich condensation and their applications to terahertz medicine and quantum consciousness. Proc. Nat. Acad. Sci. 106, 4219 (2009)
S. Hameroff, R. Penrose, Consciousness in the universe: a review of the “Orch OR” theory. Phys. Life Rev. 11, 39 (2014)
H. Fröhlich, Long-range coherence and energy storage in biological systems. Inter. J. Quant. Chem. 2, 641 (1968)
H. Fröhlich, Long range coherence and the action of enzymes. Nature 228, 1093 (1970)
E.J. Mueller, T.-L. Ho, M. Ueda, G. Baym, Fragmentation of Bose-Einstein condensates. Phys. Rev. A 74, 033612 (2006)
M.O. Scully, A.V. Sokolov, A.A. Svidzinsky, Virtual photons: from the Lamb shift to black holes. Opt. Photon. News 29, 34 (2018)
L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Statistical Physics, 3rd Edition, Part 1 (Butterworth-Heinemann, Oxford, 1996)
M.O. Scully, W.E. Lamb Jr., Quantum theory of an optical maser. Phys. Rev. Lett. 16, 853 (1966)
M.O. Scully, W.E. Lamb Jr., Quantum theory of an optical maser. I. General theory. Phys. Rev. 159, 208 (1967)
J.P. Gordon, H.J. Zeiger, C.H. Townes, The maser - new type of microwave amplifier, frequency standard, and spectrometer. Phys. Rev. 99, 1264 (1955)
P. Würfel, Physics of Solar Cells (Wiley, Weinheim, 2009)
C.H. Henry, Limiting efficiencies of ideal single and multiple energy gap terrestrial solar cells. J. Appl. Phys. 51, 4494 (1980)
A.A. Svidzinsky, M.O. Scully, Quantum dot and quantum well solar energy converters. Eur. Phys. J. Spec. Top. 230, 963 (2021)