by Poon Kai Lok. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 1998. / Includes bibliographical references (p. 128-130). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Mode of access: World Wide Web. / Abstracts in English and Chinese. / by Poon Kai Lok.

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Recent experimental observations of collective excitations of Bose condensed atomic vapours have stimulated interest in the microscopic description of the dynamics of a Bose-Einstein condensate confined in an external potential. We present a finite temperature field theory for collective excitations of trapped Bose-Einstein condensates and use a finite-temperature linear response formalism, which goes beyond the simple mean-field approximation of the Gross-Pitaevskii equation. The effect of the non-condensed thermal atoms we include using perturbation theory in a quasiparticle basis. This presents a simple scheme to understand the interaction between condensate and non-condensed atoms and enables us to include the effect the condensate has on collision dynamics. At first we limit our treatment to the case of a spatially homogeneous Bose gas. We include the effect of pair and triplet anomalous averages and thus obtain a gapless theory for the excitations of a weakly interacting system, which we can link to well known results for Landau and Beliaev damping rates. A gapless theory for trapped systems with a static thermal component follows straightforwardly. We then investigate finite temperature excitations of a condensate in a spherically symmetric harmonic trap. We avoid approximations to the density of states and thus emphasise finite size aspects of the problem. We show that excitations couple strongly to a restricted number of modes, giving rise to resonance structure in their frequency spectra. Where possible we derive energy shifts and lifetimes of excitations. For one particular mode, the breathing mode, the effects of the discreteness of the system are sufficiently pronounced that the simple picture of an energy shift and width fails. Experiments in spherical traps have recently become feasible and should be able to test our detailed quantitative predictions.

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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-24T18:23:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266969.pdf: 26600994 bytes, checksum: 8dffc317975a25dd4cc0d78fda8738f2 (MD5) / Revisamos brevemente o fenômeno da condensação de Bose-Einstein em poços simples e duplos e a utilização da aproximação de dois modos para descrever os condensados duplos espaciais. Usando a aproximação de dois modos para descrever o duplo condensado espacial encontramos a hamiltoniana semi-clássica que descreve o sistema seguindo dois caminhos distintos de obtenção da descrição semi-clássica, campo médio e segunda quantização, e notamos a consistência entre os resultados encontrados. Analisamos detalhadamente o comportamento da superfície hamiltoniana semi-clássica ao serem variados, independentemente, as magnitudes de cada um dos três parâmetros nela presentes. Notamos que o forçamento periódico do parâmetro de tunelamento de um corpo da hamiltoniana por um tempo determinado possibilita modificar de modo controlado o regime dinâmico em que o sistema se encontra. Isso abre as portas para o controle de população em cada um dos poços de uma armadilha de duplo poço. Finalmente, em uma analogia com um pêndulo de pivô verticalmente forçado, apresentamos a hamiltoniana média resultante do forçamento periódico a altas freqüências do termo de tunelamento de um corpo, resultado este válido somente para os regimes dinâmicos em que a diferença de população é muito pequena.

Orientador: Aurea Rosas Vasconcelos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T12:14:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_MarcusViniciusMesquitade_M.pdf: 1503121 bytes, checksum: 3e08d6c1cad08966e0622671bd1e244c (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Consideramos a evolução e o estado estacionário da população de modos polares de vibração em uma cadeia de biomoléculas. Esses modos polares são excitados através do acoplamento com uma fonte de energia metabólica e interagem anarmonicamente com um contínuo elástico. Grupos de modos polares são acoplados desse modo via termos não-lineares nas equações cinéticas, que admitem solução numérica. Demonstra-se que essa não-Iinearidade é a fonte de um fenômeno novo e inesperado nessa espécie de sistema: após um certo limite de intensidade da fonte alimentadora, faixas de modos polares correspondentes aos de freqüências mais baixas têm sua população grandemente amplificada de uma maneira similar a uma condensação de Bose-Einstein. O tempo de transiente para o estado estacionário condensar é muito curto (da ordem de picosegundos), ocorrendo mesmo para valores pequenos do fator de acoplamento anarmônico responsável pelo seu surgimento e requerendo baixos níveis de energia metabólica. Comentamos possíveis conseqüências biofísicas importantes / Abstract: We consider the nonequilibrium and dissipative evolution and steady state of the population of vibrational polar modes in a chain of biomolecules. These polar modes are excited through the coupling with a metabolic pumping source and are in anharmonic interaction with an elastic continuum. Groups of polar modes are coupled in this way through nonlinear terms in the kinetic equations, which admit numerical solution. This nonlinearity is shown to be the source of a new and unexpected phenomenon characterizing complex behaviour in this kind of systems: after a threshold of intensity of the pumping source is achieved, bundles of polar modes corresponding to those with the lowest frequencies increase enormously their population in a way reminiscent of a Bose-Einstein condensation. The transient time for the steady-state condensate to follow is very short (picosecond time scale); and is realized even for weak values of the anharmonic coupling strength responsible for its occurrence. Further it seemingly requires low levels of metabolic pumping power. We comment on possible important biophysical consequences / Mestrado / Física / Mestre em Física

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Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2001. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 65-72). Available also in a digital version from Dissertation Abstracts.

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