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Dilute Bose Gases at Positive Temperature

Descrizione del progetto

Termodinamica e dinamica dei gas di Bose diluiti a temperature superiori allo zero

La condensazione di Bose-Einstein è un fenomeno quantistico esotico osservato per la prima volta nei gas alcalini diluiti nel 1995. Da allora, ha innescato numerose indagini matematiche sulle proprietà dei gas diluiti. In particolare, sono stati compiuti progressi sostanziali nella comprensione delle proprietà dello stato fondamentale nel limite di Gross-Pitaevskii. Finanziato nell’ambito del programma Marie Skłodowska-Curie, il progetto DEBOGAS mira a sviluppare nuovi strumenti matematici per studiare i gas di Bose diluiti a temperature positive sulla scala Kelvin. L’obiettivo sarà quello di dimostrare stime perfezionate per l’energia libera nel limite di Gross-Pitaevskii, il che aumenterebbe la comprensione delle modalità con cui le interazioni delle particelle influenzano le proprietà termodinamiche dei gas di Bose diluiti. Il progetto studierà anche la dinamica degli stati di equilibrio termodinamico approssimativi in seguito alla modifica dei campi elettrici e/o magnetici esterni.

Obiettivo

The experimental realisation of Bose-Einstein condensation (BEC) in trapped alkali gases in 1995 triggered numerous mathematical investigations of the properties of dilute Bose gases. For the mathematical description of these experiments the Gross—Pitaevskii (GP) limit is relevant. In the past two decades there has been a substantial progress in the understanding of ground state properties of Bose gases in the GP limit, culminating in the recent rigorous justification of Bogoliubov’s theory for the ground state energy and for low lying excitations. Except for a recent contribution of me and my co-authors [1], the highly relevant GP limit at positive temperature has not been considered so far. The aim of the proposed project is to develop new mathematical tools to study dilute Bose gases at positive temperature. This will be done from two points of view: Thermodynamics and Dynamics. More precisely, in the first part of the project I plan to prove refined estimates (w.r.t. [1]) for the free energy in the GP limit which would yield a better understanding of how interactions affect the thermodynamic properties of such systems. In the second part I will investigate the dynamics of positive temperature states after the trapping potential will have been switched off and prove that a certain structure of the 1—pdm is stable under time evolution. Apart from asking two highly relevant questions in modern mathematical physics, the project is also interesting from a physics point of view since it would justify two frequently used approximations in the physics literature. [1] A. Deuchert, R. Seiringer, J. Yngvason, Bose-Einstein Condensation in a Dilute, Trapped Gas at Positive Temperaturre, Commun. Math. Phys. (2018). https://doi.org/10.1007/s00220-018-3239-0(si apre in una nuova finestra)

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2018

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Coordinatore

UNIVERSITAT ZURICH
Contributo netto dell'UE
€ 203 149,44
Indirizzo
RAMISTRASSE 71
8006 Zurich
Svizzera
Regione
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 203 149,44