The dynamics of mesoscopic two-boson systems that model an interacting pair of ultracold alkali atoms in the presence of electromagnetic potentials are considered. The translational degrees of freedom of such a system can be described by a simple reduced atom Hamiltonian. Introducing time modulations in the laser fields causes parametric variations of the Hamiltonian's Floquet eigenvalue spectrum. Broken symmetries cause level repulsion and avoided crossings in this spectrum that are quantum manifestations of the chaos in the underlying classical dynamics of the systems. We investigate the effects of this phenomenon in the coherent control of excitations in these systems. These systems can be coherently excited from their ground states to higher energy states via a Stimulated Raman Adiabatic Passage (STIRAP). The presence of avoided crossings alter the outcome of STIRAP. First, the classical dynamics of such two-boson systems in double wells is described and manifestations of the same to the quantum mechanical system are discussed. Second, the quantum dynamics of coherent control in the manner discussed above is detailed for a select choice(s) of system parameters. Finally, the same chaos-assisted adiabatic passage is demonstrated for optical lattice systems based on experiments on the same done with noninteracting atoms. / text

Thesis (Ph. D.)--University of Hawaii at Manoa, 1995. / Includes bibliographical references (leaves 241-262). / Microfiche. / xvi, 263 leaves, bound ill. (some col.) 29 cm

Thesis (Ph. D.)--Northeastern University, 2008. / Title from title page (viewed March 3, 2009). Graduate School of Arts and Sciences, Dept. of Physics. Includes bibliographical references (p. 116-119).

Thesis (Ph. D.)--Michigan State University. Dept. of Physics and Astronomy, 2008. / Title from PDF t.p. (viewed on Mar. 30, 2009). Includes bibliographical references (p. 137-146). Also issued in print.

Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2009. / Title from PDF title page (University of Texas Digital Repository, viewed on Sept. 9, 2009). Vita. Includes bibliographical references and index.

Thesis (Ph. D.)--Physics, Georgia Institute of Technology, 2006. / Tetali, Prasad, Committee Member ; First, Phillip, Committee Member ; Sa de Melo, Carlos, Committee Chair ; Zangwill, Andrew, Committee Member ; Kennedy, Brian, Committee Member. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--University of Chicago, Dept. of Physics, August 1999. / Includes bibliographical references. Also available on the Internet.

Th.--Sci. phys.--Paris 6, 1979.

Orientador: Rogério Rosenfeld / Coorientador: Alberto Tonero / Banca: Ricardo D'Elia Matheus / Banca: Enrico Bertuzzo / Abstract: The main goal of this dissertation is to show the enhancement of the cross-section for the double Higgs production through pair annihilation by including effective interactions and through the non-perturbative Sommerfeld effect. Bounds to some Wilson coefficients were obtained from such enhancement, this in the scenarios of the future e+ e− -colliders (FCC-ee, ILC, CLIC). In order to achieve this, some computational tools were implemented: FeynRules, FeynArts, FormCalc, and LoopTools. It is also shown the enhancement of the double Higgs production in 2HDM and MSSM, discussing the general framework of these two models. In addition, it is studied the threshold behavior of the cross-section for the double Higgs production when a hidden sector couples to the Higgs boson, yielding resonances below the threshold energy due to non-perturbative effects. We study the Sommerfeld effect in the double Higgs production in the scenario of e+ e− -colliders. The enhancement is discussed as generated from a hidden sector coupled to the Higgs boson. Below and above threshold enhancements are presented. Such analysis is of importance in the ILC project, which will operate up to the threshold energy √s = 250 GeV. The results has been achieved by the use of computational tools like FeynArts, FormCalc, and LoopTools / Resumo: O objetivo principal dessa dissertação é, mostrar o aprimoramento da seção de choque para a produção em dobro dos bósons de Higgs, por meio de aniquilação de pares, incluindo interações efetivas e através do efeito não perturbativo de Sommerfeld. De tais aprimoramentos, os limites para alguns coeficientes de Wilson foram obtidos, isso nos cenários de futuros aceleradores de e+e- (FCC-ee, ILC, CLIC). Para atingir estes resultados, algumas ferramentas computacionais foram implementadas: FeynRules, FeynArts, FormCalc e LoopTools. Também, é mostrado o aprimoramento da produção em dobro de bósons de Higgs no "2HDM" e "MSSM", discutindo o marco geral desses dois modelos. Além disso, foi estudado o comportamento, perto do limite de produção, da seção de choque da produção em dobro dos bósons de Higgs, quando um setor escondido é acoplado ao Higgs, produzindo ressonâncias abaixo da energia limite de produção, devido à efeitos não perturbativos / Mestre

Neste trabalho estudamos as propriedades termodinâmicas da Condensação de Bose-Einstein (CBE) para um gás de bósons não-interagentes confinado em potenciais bidimensionais V(x,y) que apresentam classicamente, um caos-suave (soft chaos), isto é, um espaço de fases compartilhado por ilhas de estabilidade e mares de caos. O formalismo estatístico mais apropriado para os nossos objetivos é o descrito pelo ensemble canônico, de forma que o número de partículas N é mantido fixo em cada simulação. Nosso principal objetivo é investigar se o caos pode caracterizar algum comportamento distinto nas propriedades do Condensado de Bose-Einstein. Para comparação dos nossos resultados com a literatura, mostramos em detalhes todos os cálculos para o oscilador bidimensional e a caixa bidimensional suavizados1. No potencial harmônico a suavização implica em um amortecimento da freqüência de oscilação, enquanto que para a caixa bidimensional, a suavização implica em um aumento da área da caixa quando N é aumentado. Esse recurso é necessário, uma vez que não se define rigorosamente uma transição de fase em sistemas com dimensão menor que três. Embora a suavização pareça ser mais um recurso matemático que físico, ela descreve bem a CBE em potenciais suaves. Para estudar o efeito do caos na CBE, escolhemos dois potenciais: i) O potencial Nelson, que é um potencial parabólico que descreve essencialmente dois osciladores harmônicos x e y com um termo de acoplamento não-linear que origina caos; ii) O potencial quártico, cuja base é mais achatada parecendo-se mais com uma caixa. Simulamos também a situação em que a partícula confinada é sujeita a um campo magnético perpendicular uniforme ao longo do eixoz. Os nossos resultados mostram que estatísticas que são bilineares em relação à densidade de energia do potencial de confinamento, como a variância do número de ocupação do estado fundamental, exibem assinatura do caos subjacente. / In this work we examine some of the thermodynamics propertie of Bose-Einstein Condensation (BEC) for a gas of non-interacting bosons trapped in bidimensional potentials V(x,y). We choose potentials that exhibits soft chaos in the classical regime which means they have a mixed phase space where islands of stability share the space with chaotic seas. We also describe the statistics via the canonical ensemble formalism which is more appropriate for our purposes. In this case, the number of particles N is kept fixed through each numerical simulation. Our main goal is to detect, if there is any, influence of the subjacent chaotic behavior in the BEC. For a matter of comparison, we show in details the calculations of both smoothed bidimensional harmonic oscillator and smoothed bidimensional box. The smoothing is equivalent to weakening the potential, so that it can be understood as to slowing down the oscillator frequency and to an enlargement of the box side as N is increased. This is necessary since phase transitions are rigorously violated in systems with dimension d < 3. Although this smoothing seems rather artificial, it models well BEC in non-rigid potentials. In order to study any possible fingerprint of chaos in the Bose-Einstein condensate we choose two potentials: i) Nelson Potential which is a paraboloid describing two harmonic oscillators coupled via a term that is responsible for the chaos in the system and ii) Quartic Potential which has a flat bottom resembling a box. We were also able to simulate the potentials with uniform magnetic field in the z direction. Our results show that statistics that are bilinear in the potential density of states like the particle number fluctuation of the ground state exhibit some fingerprints of the subjacent chaos.