Nonlinear dynamics in quantum fluids of light

The propagation of light in nonlinear media is well described by a 2D nonlinear Schrödinger equation (NLSE) within the paraxial approximation, which is equivalent to the GrossPitaevskii equation (GPE), the mean-field description for the dynamics of Bose-Einstein condensates (BECs). As a product of...

ver descrição completa

Na minha lista:
Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Heitor da
Outros Autores: Macri, Tommaso
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Solitons
Quantum Droplets
Atomic Vapour
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56776
Tags: Adicionar Tag
Sem tags, seja o primeiro a adicionar uma tag!
id ri-123456789-56776
record_format dspace
spelling ri-123456789-567762023-12-21T23:39:30Z Nonlinear dynamics in quantum fluids of light Silva, Heitor da Macri, Tommaso http://lattes.cnpq.br/4580166672949340 Machado, Leonardo Dantas https://orcid.org/0000-0003-1221-4228 http://lattes.cnpq.br/9253069541351708 Mohan, Madras Viswanathan Gandhi March, Miguel Ángel García Bachelard, Romain Pierre Marcel Solitons Quantum Droplets Atomic Vapour CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA The propagation of light in nonlinear media is well described by a 2D nonlinear Schrödinger equation (NLSE) within the paraxial approximation, which is equivalent to the GrossPitaevskii equation (GPE), the mean-field description for the dynamics of Bose-Einstein condensates (BECs). As a product of this similarity, we can establish the figure of a quantum fluid of light. Quantum fluids of light have been used for theoretical and experimental investigations of phenomena already studied and realised in BECs. In this thesis, we describe the mechanisms that make the conception of a quantum fluid of light possible for different experimental platforms. Furthermore, we present a study on the formation of self-bound droplets of light in hot atomic vapours, our chosen nonlinear medium, in an attempt to obtain a mapping between experimental parameters typically used in BEC experiments and those needed to observe the analogous phenomenon in atomic vapours. We investigate the static properties of the system, providing a phase diagram for the different and possible solutions for the optical regimes of interest. Finally, we systematically study droplet dynamics, focusing on the behaviour of the collective monopole excitation and the dynamic formation of these objects under realistic experimental conditions. A propagação da luz em meios não-lineares é muito bem descrita por uma equação de Schrödinger não-linear (NLSE) em 2D na aproximação paraxial, que é equivalente à equação de Gross-Pitaevskii (GPE), a descrição de campo médio para a dinâmica de condensados de Bose-Einstein (BECs). Como produto dessa similaridade podemos estabelecer a figura de um fluído quântico de luz. Fluídos quânticos de luz tem sido utilizados para investigações teóricas e experimentais de fenômenos que já foram estudados e realizados em BECs. Nesta tese descrevemos os mecanismos que tornam a concepção de um fluído quântico de luz possível para diferentes plataformas experimentais. Além disso, apresentamos um estudo sobre a formação de gotículas de luz em vapores quentes atômicos, nosso meio não-linear escolhido, na tentativa de obter um mapeamento entre parâmetros experimentais normalmente utilizados em experimentos de BECs e aqueles necessários para observar o fenômeno análogo nos vapores. Investigamos as propriedades estáticas do sistema, fornecendo um diagrama de fases para as diferentes soluções possíveis para os regimes ópticos de interesse. Por fim, realizamos um estudo sistemático da dinâmica das gotículas, com foco no comportamento da excitação coletiva de monopolo e no processo de formação dinâmico desses objetos para condições experimentais realísticas. 2023-12-21T23:37:22Z 2023-12-21T23:37:22Z 2023-07-25 doctoralThesis SILVA, Heitor da. Nonlinear dynamics in quantum fluids of light. Orientador: Dr. Tommaso Macrì. 2023. 130f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56776 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA
institution Repositório Institucional
collection RI - UFRN
language pt_BR
topic Solitons
Quantum Droplets
Atomic Vapour
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
spellingShingle Solitons
Quantum Droplets
Atomic Vapour
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Silva, Heitor da
Nonlinear dynamics in quantum fluids of light
description The propagation of light in nonlinear media is well described by a 2D nonlinear Schrödinger equation (NLSE) within the paraxial approximation, which is equivalent to the GrossPitaevskii equation (GPE), the mean-field description for the dynamics of Bose-Einstein condensates (BECs). As a product of this similarity, we can establish the figure of a quantum fluid of light. Quantum fluids of light have been used for theoretical and experimental investigations of phenomena already studied and realised in BECs. In this thesis, we describe the mechanisms that make the conception of a quantum fluid of light possible for different experimental platforms. Furthermore, we present a study on the formation of self-bound droplets of light in hot atomic vapours, our chosen nonlinear medium, in an attempt to obtain a mapping between experimental parameters typically used in BEC experiments and those needed to observe the analogous phenomenon in atomic vapours. We investigate the static properties of the system, providing a phase diagram for the different and possible solutions for the optical regimes of interest. Finally, we systematically study droplet dynamics, focusing on the behaviour of the collective monopole excitation and the dynamic formation of these objects under realistic experimental conditions.
author2 Macri, Tommaso
author_facet Macri, Tommaso
Silva, Heitor da
format doctoralThesis
author Silva, Heitor da
author_sort Silva, Heitor da
title Nonlinear dynamics in quantum fluids of light
title_short Nonlinear dynamics in quantum fluids of light
title_full Nonlinear dynamics in quantum fluids of light
title_fullStr Nonlinear dynamics in quantum fluids of light
title_full_unstemmed Nonlinear dynamics in quantum fluids of light
title_sort nonlinear dynamics in quantum fluids of light
publisher Universidade Federal do Rio Grande do Norte
publishDate 2023
url https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56776
work_keys_str_mv AT silvaheitorda nonlineardynamicsinquantumfluidsoflight
_version_ 1790055893305393152

Registros relacionados