書????名 | 玻色-愛因斯坦凝聚中的量化渦旋及其動力學(xué) | 作????者 | 王漢權(quán) |
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類????別 | 圖書>模守恒且能量遞減的數(shù)值方法>時間分裂譜方法來求解動態(tài)的Gross-Pitaevskii方程(組)的數(shù)值解>《玻色-愛因斯坦凝聚中的量化渦旋及其動力學(xué)》 | 出版社 | 科學(xué)出版社 |
出版時間 | 2012年5月 | 頁????數(shù) | 134 頁 |
定????價 | 45 元 | 開????本 | 16 開 |
裝????幀 | 平裝 | ISBN | 9787030340740 |
Preface
Chapter 1 Introduction
1.1 Brief history of Bose-Einstein condensation
1.2 Quantized vortex states in BEC
1.3 Review on numerical methods for stationary states
1.4 Review on numerical methods for the time-dependent GPE
1.5 Scope of this book
Chapter 2 Stationary states for rotating BEC
2.1 GPE in a rotational frame
2.1.1 Dimensionless GPE
2.1.2 Reduction to two dimensions
2.2 Stationary states
2.2.1 Semiclassical scaling and geometrical optics
2.2.2 Ground state
2.2.3 Approximate ground state
2.2.4 Excited states
2.2.5 Critical angular velocity in symmetric trap
2.3 Numerical methods for stationary states
2.3.1 Gradient flow with discrete normalization
2.3.2 Energy diminishing
2.3.3 Continuous normalized gradient flow
2.3.4 Fully numerical discretization
2.4 Numerical results
2.4.1 Initial data for computing ground state
2.4.2 Results in 2D
2.4.3 Results in 3D
2.4.4 Critical angular velocity
2.4.5 Numerical verification for dimension reduction
2.4.6 Errors of the TF approximation
2.4.7 Spurious numerical ground states when |Ω|≥γxy=1
2.5 Conclusion
Chapter 3 Dynamics of rotating BEC
3.1 Some properties of the GPE
3.2 A TSSP method for the GPE
3.2.1 Time-splitting
3.2.2 Discretization in 2D
3.2.3 Discretization in 3D
3.2.4 Stability
3.3 Numerical results
3.3.1 Accuracy test
3.3.2 Dynamics of a vortex lattice in rotating BEC
3.3.3 Generation of giant vortex in rotating BEC
3.4 Conclusion
Chapter 4 Applications to stationary states of rotating two-component BEC
4.1 The time-dependent coupled GPEs
4.1.1 Dimensionless coupled GPEs
4.1.2 Reduction to two dimensions
4.1.3 Semiclassical scaling
4.2 Stationary states
4.2.1 Ground state
4.2.2 Symmetric and central vortex states
4.2.3 Numerical methods for the stationary states
4.2.4 Numerical results for the stationary states
4.3 Conclusion
Chapter 5 Applications to dynamics of rotating two-component BEC
5.1 Some properties of the coupled GPEs
5.2 A TSSP method for the coupled GPEs
5.2.1 Time-splitting
5.2.2 Discretization in 2D
5.2.3 Stability
5.3 Numerical results for the dynamics
5.4 Conclusion
Chapter 6 Application into ground state of spinor BEC
6.1 A continuous normalized gradient flow
6.1.1 Euler-Lagrange equations
6.1.2 A continuous normalized gradient flow
6.2 Normalization and magnetization conservative and energy diminishing numerical scheme
6.2.1 Semi-discretization in time
6.2.2 A fully discretized method
6.3 Numerical results
6.3.1 Choice of initial data and energy diminishing
6.3.2 Accuracy test
6.3.3 Applications
6.4 Conclusion
Chapter 7 Applications to dynamics of spinor F=1 BEC
7.1 The generalized Gross-Pitaevskii equations
7.2 A TSSP method for the generalized GPEs
7.2.1 Time-splitting
7.2.2 Discretization in 2D
7.2.3 Stability
7.3 Numerical results
7.3.1 Accuracy tests
7.3.2 Generation of vortices
7.3.3 Dynamics of a vortex lattice
7.4 Conclusion
Chapter 8 Concluding remarks and future work
Bibliography 2100433B
《玻色:愛因斯坦凝聚中的量化渦旋及其動力學(xué)》的特點與獨到之處是我們設(shè)計了一種模守恒且能量遞減的數(shù)值方法來求得靜態(tài)的Gross-Pitaevskii方程(組)的數(shù)值解;我們也設(shè)計了一種高精度且快速的方法-時間分裂譜方法來求解動態(tài)的Gross-Pitaevskii方程(組)的數(shù)值解;并用所求得的數(shù)值解來分別模擬玻色-愛因斯坦凝聚體的基態(tài)與動力學(xué),特別是揭示了基態(tài)中的渦旋現(xiàn)象及渦旋運動規(guī)律。《玻色:愛因斯坦凝聚中的量化渦旋及其動力學(xué)》提出的高效數(shù)值方法可以為人們利用計算機(jī)研究玻色-愛因斯坦凝聚現(xiàn)象提供理論方法,加深人們對第五種物質(zhì)-玻色-愛因斯坦凝聚體的理解,最終使人們更方便掌握這種物質(zhì)現(xiàn)象的各種規(guī)律,以便更好地使之在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮作用。《玻色:愛因斯坦凝聚中的量化渦旋及其動力學(xué)》提出的高效數(shù)值方法使用方便,不僅僅只可以用在研究玻色-愛因斯坦凝聚現(xiàn)象,還可以推廣應(yīng)用到其它科學(xué)問題之中:例如一般能量泛函在有限制性條件下的求極值計算問題、具有守恒率的偏微分方程(組)的數(shù)值求解問題等?!恫I?愛因斯坦凝聚中的量化渦旋及其動力學(xué)》在在描述理論和數(shù)值方法過程中深入淺出,從簡單到復(fù)雜,循序漸進(jìn)。既有深奧的理論說明,又有詳細(xì)的算法推導(dǎo)過程;既有原始的物理模型,又有數(shù)學(xué)的簡化過程;這些讓讀者既領(lǐng)悟到了數(shù)值模擬的具體過程,又了解了玻色-愛因斯坦凝聚這一極低溫度的物理現(xiàn)象。
因為重力是不變的,彈力是與位移X有關(guān),當(dāng)這兩個力同時取微分后,重力的微分為零,導(dǎo)致公式中就沒有重力了。能量對時間的導(dǎo)數(shù)是能量隨時間的變化,能量對距離的導(dǎo)數(shù)是能量隨距離的變化。可以用能量法和牛頓二定律。...
研究水和其他液體的運動規(guī)律及其與邊界相互作用的學(xué)科。又稱液體動力學(xué)。液體動力學(xué)和氣體動力學(xué)組成流體動力學(xué)。液體動力學(xué)的主要研究內(nèi)容如下:①理想液體運動??珊雎哉承缘囊后w稱為理想液體,邊界層外的液體可視...
飛行動力學(xué)(AIRCRAFT DYNAMICS ) 是研究飛行器在空中的運動規(guī)律及總體性能的科學(xué)。所有穿過流體介質(zhì)或者是真空的運動體,統(tǒng)稱為飛行器。主要包括航天器、航空器、彈箭、水下兵器等。研究彈...
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評分: 4.4
玻璃化轉(zhuǎn)變雖然是生活中常見的一種現(xiàn)象,但是人們很難知曉其中真正的物理學(xué)過程。采用膠體作為模型體系,人們試圖去解釋玻璃化轉(zhuǎn)變過程中的諸多物理問題,當(dāng)體系的濃度不斷增大后,體系的結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化,粒子間的相互作用就會變強(qiáng),此時體系的動力學(xué)會變慢,體系中也會出現(xiàn)動力學(xué)不均勻現(xiàn)象。
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評分: 3
土動力學(xué)三土的動力指標(biāo)及其測定——黃土是第四紀(jì)形成的一種特殊的土狀堆積物。顏色主要呈黃色或褐黃色,以粉土顆粒為主,富含碳酸鹽,具有大孔隙,垂直節(jié)理發(fā)育,具有濕陷性。凡具備上述全部特征的土即為典型黃土,與之類似但有的特征不明顯的土稱為黃土狀土。...
玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)
Bose-Einstein condensation (BEC) 玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)是科學(xué)巨匠愛因斯坦在80年前預(yù)言的一種新物態(tài)。這里的"凝聚" 與日常生活中的凝聚不同,它表示原來不同狀態(tài)的原子突然"凝聚"到同一狀態(tài)(一般是基態(tài))。即處于不同狀態(tài)的原子"凝聚"到了同一種狀態(tài)。
形象地說,這就像讓無數(shù)原子"齊聲歌唱",其行為就好像一個玻色子的放大,可以想象給我們理解微觀世界帶來了什么。這一物質(zhì)形態(tài)具有的奇特性質(zhì),在芯片技術(shù)、精密測量和納米技術(shù)等領(lǐng)域都有美好的應(yīng)用景。全世界已經(jīng)有數(shù)十個室驗室實現(xiàn)了9種元素的BEC。主要是堿金屬,還有氦原子,鉻原子和鐿原子等。
(詳見百度百科-玻色-愛因斯坦凝聚態(tài))
玻色氣體(英語:Bose gas)是一個經(jīng)典的理想氣體的量子力學(xué)模型。其概念相似于費米氣體。
結(jié)合薩特延德拉·玻色和愛因斯坦共同提出的理想的玻色氣體,指的是在足夠低的溫度下〈接近0K〉一群玻色子會形成所謂的固化物。但這樣的行為和經(jīng)典的理想氣體不同。而固化物的形成即所認(rèn)知的玻色–愛因斯坦凝聚。
玻色子具有整數(shù)自旋,并遵守玻色-愛因斯坦統(tǒng)計。薩特延德拉·納特·玻色闡明了光子的表現(xiàn),并為統(tǒng)計力學(xué)遵從量子規(guī)則的微系統(tǒng)提供了機(jī)會,1924年寫了一篇推導(dǎo)普朗克量子輻射定律的論文寄給當(dāng)時在德國的愛因斯坦,愛因斯坦意識到這篇論文的重要性,并將其擴(kuò)展到不同的經(jīng)典理想氣體的宏觀粒子,不但親自把它翻譯成德語,還以玻色的名義把論文遞予名望頗高的《德國物理學(xué)刊》("Zeitschrift für Physik")發(fā)表。