Efficient numerical description of the dynamics of interacting multispecies quantum gases

verfasst von
Annie Pichery, Matthias Meister, Baptist Piest, Jonas Böhm, Ernst Maria Rasel, Eric Charron, Naceur Gaaloul
Abstract

We present a highly efficient method for the numerical solution of coupled Gross-Pitaevskii equations describing the evolution dynamics of a multi-species mixture of Bose-Einstein condensates in time-dependent potentials. This method, based on a moving and expanding reference frame, compares favorably to a more standard but much more computationally expensive solution based on a frozen frame. It allows an accurate description of the long-time behavior of interacting, multi-species quantum mixtures including the challenging problem of long free expansions relevant to microgravity and space experiments. We demonstrate a successful comparison to experimental measurements of a binary Rb-K mixture recently performed with the payload of a sounding rocket experiment.

Organisationseinheit(en)
Institut für Quantenoptik
QuantumFrontiers
Externe Organisation(en)
Université Paris XI
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Typ
Artikel
Journal
AVS Quantum Science
Band
5
Anzahl der Seiten
16
Publikationsdatum
12.2023
Publikationsstatus
Veröffentlicht
Peer-reviewed
Ja
ASJC Scopus Sachgebiete
Elektronische, optische und magnetische Materialien, Atom- und Molekularphysik sowie Optik, Physik der kondensierten Materie, Computernetzwerke und -kommunikation, Physikalische und Theoretische Chemie, Theoretische Informatik und Mathematik, Elektrotechnik und Elektronik
Elektronische Version(en)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.13433 (Zugang: Offen)
https://doi.org/10.1116/5.0163850 (Zugang: Offen)