1. Coherence time of a Bose-Einstein condensate in an isolated harmonically trapped gas
- Author
-
Yvan Castin, Alice Sinatra, Laboratoire Kastler Brossel (LKB (Lhomond)), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Bose-Einstein condensate ,[PHYS.COND.GAS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Quantum Gases [cond-mat.quant-gas] ,atomes froids ,General Engineering ,Energy Engineering and Power Technology ,Bose gases ,cohérence temporelle ,01 natural sciences ,trapped gases ,010305 fluids & plasmas ,Gaz de bosons ,condensat de Bose-Einstein ,gaz piégés ,0103 physical sciences ,ultracold atoms Mots-clés : gaz de bosons ,010306 general physics ,ultracold atoms ,temporal coherence - Abstract
published version in English (22 pages) and in French (23 pages); International audience; We study the condensate phase dynamics in a low-temperature equilibrium gas of weakly interacting bosons, harmonically trapped and isolated from the environment. We find that at long times, much longer than the collision time between Bogoliubov quasiparticles, the variance of the phase accumulated by the condensate grows with a ballistic term quadratic in time and a diffusive term affine in time. We give the corresponding analytical expressions in the limit of a large system, in the collisionless regime and in the ergodic approximation for the quasiparticle motion. When properly rescaled, they are described by universal functions of the temperature divided by the Thomas-Fermi chemical potential. The same conclusion holds for the mode damping rates. Such universality class differs from the previously studied one of the homogeneous gas.; Nous étudions la dynamique de phase à l'équilibre d'un condensat dans un gaz de bosons en interaction faible harmoniquement piégé et isolé de l'environnement. Nous trouvons qu'au bout d'un temps long devant le temps de collision typique entre les quasi-particules de Bogolioubov, la variance du déphasage du condensat comporte en général un terme balistique quadratique en temps et un terme diffusif affine en temps. Nous donnons des expressions analytiques des coefficients correspondants à la limite d'un grand système, dans le régime faiblement collisionnel et dans l'approximation ergodique pour le mouvement des quasi-particules. Correctement adimensionnés, ils sont décrits, tout comme les taux d'amortissement des modes, par des fonctions universelles de la température ramenée au potentiel chimique de Thomas-Fermi du condensat. Cette classe d'universalité diffère de celle précédemment étudiée du gaz spatialement homogène.
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF