Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-26Bitstream added on 2014-08-27T15:57:04Z : No. of bitstreams: 1 000781512.pdf: 7049961 bytes, checksum: 5670d7d0c2e14f1533ef292642ea6f6d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os gases atômicos ultrafrios têm proporcionado um importante ambiente no estudo de sistemas quânticos de muitas partículas nas duas últimas décadas. Em 2005, a realização experimental dum condensado de Bose-Einstein de 'INTPOT. 52 Cr' com interação magnética dipolo dipolo inter-atômica abriu a porta para um novo nível na pesquisa de gases quânticos degenerados. Ao contrário da interacção de contacto, esta nova interação é de longo alcance e anisotrópica sendo em parte repulsiva ou atrativa. Na aproximação de campomeio, inicialmente, são introduzidas as principais questões sobre condesados com especial interesse no regime atrativo (a< 0) onde é possível a formação de solitons brilhantes e a existência da instabilidade por colapso além de um certo valor crítico. O estudo é realizado,principalmente,usandoummétodonuméricoeumvariacional. Posteriormente, o condensado de Bose-Einstein dipolar é descrito através da equação não-local de GrossPitaevskii. A partir do cenário não-dipolar, por meio da extensão no método numérico e no método variacional é determinada a formação de solitons brilhantes na equação de Gross-Pitaevskii nos modelos tridimensional e quasi-unidimensional para três diferentes condensados dipolares de relevância experimental, isto é 'INTPOT. 52 Cr', 'INTPOT. 168 Er' e 'INTPOT. 164 Dy'. Grá?cos do potencial químico e a raiz quadrática média (rms) dos solitons são obtidos. Finalmente, estuda-se a dinâmica da colisão de dois solitons brilhantes no modelo dipolar quasi-1D de cada condensado acima / The ultracold atomic gases have provided an important environment for studying quantum many-particle systems in the last two decades. In 2005 the experimental realization of a 'INTPOT. 52 Cr' Bose-Einstein condensate with inter-atomic magnetic dipole dipole interaction opened the door to a new level in the research of degenerate quantum gases. As opposed to the usual contact interaction, this new interaction is long-range and anisotropic being partially repulsive or attractive. In the mean-?eld approximation initially are introduced the main issues about non-dipolar condensates with particular interest in the attractive regime (a< 0) where is possible the formation of bright solitons and the existence of instability by collapse beyond a certain critical value. The study is carried out mainly using a numerical method and a variational one. Later, the dipolar Bose-Einstein condensate is depicted by means of the non-local Gross-Pitaevskii equation. From the non-dipolar scenario by means of the extension in the numerical and the variational method is determined the formation of bright solitons in the GPE in the three-dimensional model and thequasi-one-dimensionaltothreedi?erentdipolarcondensatesofexperimentalrelevance, namely 'INTPOT. 52 Cr', 'INTPOT. 168 Er' and 'INTPOT. 164 Dy'. Plots of chemical potential and rms sizes of solitons are obtained. Finally, it is studied collision dynamics of two bright solitons in the quasi-1D dipolar model of every condensate above

Orientador: Sadhan Kumar Adhikari / Banca: Arnaldo Gammal / Banca: Lauro Tomio / Resumo: Os gases atômicos ultrafrios têm proporcionado um importante ambiente no estudo de sistemas quânticos de muitas partículas nas duas últimas décadas. Em 2005, a realização experimental dum condensado de Bose-Einstein de 'INTPOT. 52 Cr' com interação magnética dipolo dipolo inter-atômica abriu a porta para um novo nível na pesquisa de gases quânticos degenerados. Ao contrário da interacção de contacto, esta nova interação é de longo alcance e anisotrópica sendo em parte repulsiva ou atrativa. Na aproximação de campomeio, inicialmente, são introduzidas as principais questões sobre condesados com especial interesse no regime atrativo (a< 0) onde é possível a formação de solitons brilhantes e a existência da instabilidade por colapso além de um certo valor crítico. O estudo é realizado,principalmente,usandoummétodonuméricoeumvariacional. Posteriormente, o condensado de Bose-Einstein dipolar é descrito através da equação não-local de GrossPitaevskii. A partir do cenário não-dipolar, por meio da extensão no método numérico e no método variacional é determinada a formação de solitons brilhantes na equação de Gross-Pitaevskii nos modelos tridimensional e quasi-unidimensional para três diferentes condensados dipolares de relevância experimental, isto é 'INTPOT. 52 Cr', 'INTPOT. 168 Er' e 'INTPOT. 164 Dy'. Gráficos do potencial químico e a raiz quadrática média (rms) dos solitons são obtidos. Finalmente, estuda-se a dinâmica da colisão de dois solitons brilhantes no modelo dipolar quasi-1D de cada condensado acima / Abstract: The ultracold atomic gases have provided an important environment for studying quantum many-particle systems in the last two decades. In 2005 the experimental realization of a 'INTPOT. 52 Cr' Bose-Einstein condensate with inter-atomic magnetic dipole dipole interaction opened the door to a new level in the research of degenerate quantum gases. As opposed to the usual contact interaction, this new interaction is long-range and anisotropic being partially repulsive or attractive. In the mean-field approximation initially are introduced the main issues about non-dipolar condensates with particular interest in the attractive regime (a< 0) where is possible the formation of bright solitons and the existence of instability by collapse beyond a certain critical value. The study is carried out mainly using a numerical method and a variational one. Later, the dipolar Bose-Einstein condensate is depicted by means of the non-local Gross-Pitaevskii equation. From the non-dipolar scenario by means of the extension in the numerical and the variational method is determined the formation of bright solitons in the GPE in the three-dimensional model and thequasi-one-dimensionaltothreedifferentdipolarcondensatesofexperimentalrelevance, namely 'INTPOT. 52 Cr', 'INTPOT. 168 Er' and 'INTPOT. 164 Dy'. Plots of chemical potential and rms sizes of solitons are obtained. Finally, it is studied collision dynamics of two bright solitons in the quasi-1D dipolar model of every condensate above / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-26Bitstream added on 2014-06-13T20:27:16Z : No. of bitstreams: 1 silva_ley_dr_ift.pdf: 4929051 bytes, checksum: ca9589a1164e8d2361903c516c6ac865 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nesta tese estudamos conceitos básicos de um condensado de Bose-Einstein (BEC) e sua extensão para sistemas com propriedades mais exóticas, incluindo misturas de dois componentes, com algumas características interessantes encontradas devido à interação entre espécies, e condensados de átomos com forte momento (magnético) dipolar, nos quais a interação dipolo-dipolo (anisotrópica e de longo-alcance), abre novas possibilidades de pesquisa na procura por desconhecidas e fascinantes características para gases atômicos ultra-frios. Mostramos o modelo de campo-médio para misturas de dois BECs interagindo através do potencial de contato e da interação dipolar de longo-alcance empregando termos não lineares de inter e intra-espécies. Aplicamos este modelo em sistemas binários com diferentes armadilhas em que um deles ou ambos podem ser dipolares. Especificamente, estudamos as características físicas de uma mistura de dois BECs - com e sem interação dipolar -, a formação (e dinâmica) de bright solitons para um BEC dipolar, algumas propriedades interessantes para um BEC dipolar no limite de interação forte, e as características de um BEC dipolar quase-livre vinculado à um outro BEC não dipolar confinado numa armadilha magnética. Apresentamos nossos resultados numéricos usando gráficos de densidade, diagramas de fase, de formação de estruturas nas densidades ou a dinâmica dos sistemas, entre outros. Sempre que possível, nossos resultados serão associados com quantidades usadas em técnicas experimentais através de um tipo específico de átomo, o número de partículas, os valores dos parâmetros de interação, a anisotropia da armadilha ou outras quantidades relacionadas com observáveis experimentais / We described the basic ideas of Bose-Einstein condensation (BEC), and then we focused our study on extensions to more exotic condensates including mixtures of two components, where interesting characteristics are found due to the interspecies interaction, and magnetic dipolar gases, which with their ansiotropic long-range dipolar interaction have opened up new avenues of research into cold atoms, in a quest for novel and fascinating features. In this thesis, we present the mean-field model for the binary BEC interacting two-componente mixtures of dipolar and nondipolar BECs, the formation and dynamics of bright solitons, the strong coupling domain for dipolar BECS, and the features of an untrapped bound dipolar droplet in a trapped nondipolar condensate. Our numerical results are presented in density plots, stability, phase plots, structure formartion in densities, breathing oscillation, and more. However, these solutions, whenever possible, are associated with quantities widely handled in experimental techniques, theough a specific types of atoms, number of particles, values of parameters of interaction or the anisotropy of trap, and others quantities related to experimental observables

Orientador: Sadhan Kumar Adhikari / Banca: Arnaldo Gammal / Banca: Dionisio Bazeia Filho / Banca: Roberto André Kraenkel / Banca: Valery Shchesnovich / Resumo: Nesta tese estudamos conceitos básicos de um condensado de Bose-Einstein (BEC) e sua extensão para sistemas com propriedades mais "exóticas", incluindo misturas de dois componentes, com algumas características interessantes encontradas devido à interação entre espécies, e condensados de átomos com forte momento (magnético) dipolar, nos quais a interação dipolo-dipolo (anisotrópica e de longo-alcance), abre novas possibilidades de pesquisa na procura por desconhecidas e fascinantes características para gases atômicos ultra-frios. Mostramos o modelo de campo-médio para misturas de dois BECs interagindo através do potencial de contato e da interação dipolar de longo-alcance empregando termos não lineares de inter e intra-espécies. Aplicamos este modelo em sistemas binários com diferentes armadilhas em que um deles ou ambos podem ser dipolares. Especificamente, estudamos as características físicas de uma mistura de dois BECs - com e sem interação dipolar -, a formação (e dinâmica) de bright solitons para um BEC dipolar, algumas propriedades interessantes para um BEC dipolar no limite de interação forte, e as características de um BEC dipolar quase-livre vinculado à um outro BEC não dipolar confinado numa armadilha magnética. Apresentamos nossos resultados numéricos usando gráficos de densidade, diagramas de fase, de formação de estruturas nas densidades ou a dinâmica dos sistemas, entre outros. Sempre que possível, nossos resultados serão associados com quantidades usadas em técnicas experimentais através de um tipo específico de átomo, o número de partículas, os valores dos parâmetros de interação, a anisotropia da armadilha ou outras quantidades relacionadas com observáveis experimentais / Abstract: We described the basic ideas of Bose-Einstein condensation (BEC), and then we focused our study on extensions to more exotic condensates including mixtures of two components, where interesting characteristics are found due to the interspecies interaction, and magnetic dipolar gases, which with their ansiotropic long-range dipolar interaction have opened up new avenues of research into cold atoms, in a quest for novel and fascinating features. In this thesis, we present the mean-field model for the binary BEC interacting two-componente mixtures of dipolar and nondipolar BECs, the formation and dynamics of bright solitons, the strong coupling domain for dipolar BECS, and the features of an untrapped bound dipolar droplet in a trapped nondipolar condensate. Our numerical results are presented in density plots, stability, phase plots, structure formartion in densities, breathing oscillation, and more. However, these solutions, whenever possible, are associated with quantities widely handled in experimental techniques, theough a specific types of atoms, number of particles, values of parameters of interaction or the anisotropy of trap, and others quantities related to experimental observables / Doutor

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-07. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:48:41Z : No. of bitstreams: 1 000831658.pdf: 1830056 bytes, checksum: 3210c34fc6aebd29c87e24549ab48d45 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho teórico em Equações Diferenciais Parciais Elípticas, estudamos uma versão estacionária da equação de Schrödinger não-linear biharmônica. O objetivo principal versa sobre resultados de existência e concentração de soluções não-triviais, quando um parâmetro tende a zero. São utilizados métodos variacionais para estudar existência das soluções fracas não-triviais com hipóteses sobre o pontecial e sobre a não-linearidade / In this theoretical work in Elliptic Partial Di erential Equations, we study a stationary version of the biharmonic nonlinear Schrödinger equation. The main objective aims existence results and concentration of nontrivial solutions when a parameter tends to zero. Variational methods are used to study the existence of the weak nontrivial solutions under certain assumptions on the potential and the nonlinearity

Orientador: Marcos Tadeu de Oliveira Pimenta / Banca: Messias Meneguette Júnior / Banca: Michele de Oliveira Alves / Resumo: Neste trabalho teórico em Equações Diferenciais Parciais Elípticas, estudamos uma versão estacionária da equação de Schrödinger não-linear biharmônica. O objetivo principal versa sobre resultados de existência e concentração de soluções não-triviais, quando um parâmetro tende a zero. São utilizados métodos variacionais para estudar existência das soluções fracas não-triviais com hipóteses sobre o pontecial e sobre a não-linearidade / Abstract: In this theoretical work in Elliptic Partial Di erential Equations, we study a stationary version of the biharmonic nonlinear Schrödinger equation. The main objective aims existence results and concentration of nontrivial solutions when a parameter tends to zero. Variational methods are used to study the existence of the weak nontrivial solutions under certain assumptions on the potential and the nonlinearity / Mestre

Resumo: Investigamos as soluções estacionárias e dinâmicas da equação de Gross-Pitaevskii generalizada para sistemas atômicos com um potencial confinante e termos não conservativos associados à dissipação e à alimentação atômica, visando a descrição de condensados de Bose-Einstein. Consideramos os casos de comprimentos de espalhamento negativos (interações atrativas) e positivos (interações repulsivas) entre dois átomos. Verificamos como a variação dos parâmetros associados aos termos não conservativos pode produzir situações de instabilidade resultando no fenômeno conhecido como caos espaço temporal. Por outro lado, verificamos também quais combinações de parâmetros leva a soluções de equilíbrio, tipo solitônica. Nessa pesquisa, utilizando esse modelo de campo médio com uma parametrização conhecida, estudamos as propriedades de tais sistemas para alguns valores dos parâmetros não-conservativos, por meio de métodos numéricos e variacionais. / Abstract: We investigate the stationary and dynamical solutions of the Gross-Pitaevskii equation extended for atomic systems with confining potential in the presence of nonconservative terms associated to atomic dissipation and feeding, in order to describe Bose-Einstein Condensates. We considered the cases of negative (attractive interaction) and positive (repulsive interaction) two-body lenght. We verified how the variation of the parameters associated to those nonconservative terms could produce instabilities resulting in occurrence of spacetemporal chaos. In other hand, we looked for parameters combinations that give us stable solitonic-like solutions. In this research, by using the mean-field approach with a particular parameterization, we studied the properties of these systems for some values of the nonconservative parameters, by means of numerical and variational methods. / Orientador: Lauro Tomio / Coorientador: Victo dos Santos Filho / Banca: Gerson Francisco / Banca: Arnaldo Gammal / Mestre