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Canadian Journal of Physics

On connection between the two-body Dirac oscillator and Kemmer oscillators

Miroslav Bednář, Jean Ndimubandi, A. G. Nikitin

Published Jan 1, 1997• 16 citations
Publisher

Abstract

We relate three different approaches to relativistic bosonic oscillators, and find non-Lie constants of motion for them. We show that all these approaches admit hidden parasupersymmetry and point out reducibility of the two-body Dirac oscillator. Resume : Nous comparons trois approches diffOrentes au problme de lioscillateur bosonique relativiste et trouvons des constantes du mouvement qui ne sont pas du type de Lie. Nous montrons que les trois mOthodes admettent une parasupersymOtrie cachOe et soulignons que lioscillateur de Dirac ‡ deux corps est rOductible. (Traduit par la rOdaction)

DOI
10.1139/cjp-75-5-283

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Trapped cold atoms with resonant interactions (unitary gas and three-body problem)

Félix Werner, Yvan Castin

Au voisinage d'une résonance de Feshbach, les interactions entre atomes froids sont fortes car leur longueur de diffusion diverge. De plus les interactions ont une portée faible, ce qui permet généralement de les modéliser par un pseudopotentiel de portée nulle. La limite d'une longueur de diffusion infinie et d'une portée nulle est appelée limite unitaire. Dans cette thèse, nous obtenons des résultats analytiques pour N particules à la limite unitaire, piégées par un potentiel extérieur harmonique isotrope. Plus précisément, nous montrons que l'hyperrayon, un degré de liberté collectif décrivant la taille globale du gaz, est séparable. Ceci nous permet de déterminer la dépendance en l'hyperrayon des fonctions d'ondes à N corps. Nous nous restreignons ensuite au cas de N=3 particules. Nous résolvons complètement le problème à 3 corps, en utilisant l'approche d'Efimov. Pour des particules bosoniques, nous obtenons deux types d'états propres: d'une part les états universels, qui ne dépendent que de la fréquence d'oscillation d'une particule dans le piège, de la masse des particules et de la constante de Planck; d'autre part les états efimoviens, qui dépendent aussi d'un paramètre à trois corps, de façon analogue aux états liés découverts par Efimov en l'absence de potentiel extérieur. Dans une expérience, nous prédisons que les états universels ont une longue durée de vie, ce qui est inhabituel pour des atomes bosoniques. Nous montrons que cette durée de vie est déterminé par le couplage des états universels aux états efimoviens induit par la portée non nulle des interactions. D'autres résultats concernant N particules en interaction résonnante portent sur les résonances à N corps et des théorèmes du viriel.

•Jan 1, 2008•1 citation

Supersymmetry and Superalgebra for the Two-Body System with a Dirac Oscillator Interaction

M. Moshińsky, C. Quesne, Yu.F. Smirnov

Some years ago, one of the authors~(MM) revived a concept to which he gave the name of single-particle Dirac oscillator, while another~(CQ) showed that it corresponds to a realization of supersymmetric quantum mechanics. The Dirac oscillator in its one- and many-body versions has had a great number of applications. Recently, it included the analytic expression for the eigenstates and eigenvalues of a two-particle system with a new type of Dirac oscillator interaction of frequency~\\omega. By considering the latter together with its partner corresponding to the replacement of~\\omega by~-\\omega we are able to get a supersymmetric formulation of the problem and find the superalgebra that explains its degeneracy.

•Oct 3, 1995•12 citations

Supersymmetry and superalgebra for the two-body system with a Dirac oscillator interaction

M. Moshińsky, C Quesne, Yu F Smirnov

Some years ago, one of the authors (MM) revived a concept to which he gave the name single-particle Dirac oscillator, while another of the authors (CQ) showed that it corresponds to a realization of supersymmetric quantum mechanics. The Dirac oscillator in its one- and many-body versions has had a great number of applications. Recently, it included the analytic expression for the eigenstates and eigenvalues of a two-particle system with a new type of Dirac oscillator interaction of frequency omega . By considering the latter together with its partner corresponding to the replacement of omega by - omega , we are able to get a supersymmetric formulation of the problem and find the superalgebra that explains its degeneracy.

arXiv:hep-th/9510006•Journal of Physics A Mathematical and General•Nov 21, 1995•15 citations

Atomes froids piégés en interaction résonnante: gaz unitaire et problème à trois corps

Félix Werner

Au voisinage d'une résonance de Feshbach, les interactions entre atomes froids sont fortes car la longueur de diffusion diverge. De plus les interactions ont une portée faible, ce qui permet généralement de les modéliser par un pseudopotentiel de portée nulle. La limite d'une longueur de diffusion infinie et d'une portée nulle est appelée limite unitaire. Nous résolvons le problème à 3 corps à la limite unitaire dans un piège harmonique isotrope. Pour des particules bosoniques, nous obtenons deux types d'états propres: d'une part les états universels, qui ne dépendent que de la fréquence d'oscillation d'une particule dans le piège, de la masse des particules et de la constante de Planck; d'autre part les états efimoviens, qui dépendent aussi d'un paramètre à trois corps, de façon analogue aux états liés découverts par Efimov en l'absence de potentiel extérieur. Dans une expérience, nous prédisons que les états universels ont une longue durée de vie, ce qui est inhabituel pour des atomes bosoniques. Cette durée de vie est limitée par le couplage des états universels aux états efimoviens induit par la portée non nulle des interactions. Pour le problème à N corps, nous montrons que l'hyperrayon, un degré de liberté collectif décrivant la taille globale du gaz, est séparable. Nous déterminons ainsi la dépendance en l'hyperrayon des fonctions d'ondes à N corps. Nous déduisons une relation sur les fluctuations thermiques de la taille du gaz. Nos résultats se généralisent à certaines résonances à N corps. Dans un piège tournant à une vitesse suffisante, nous montrons dans le cadre de l'hydrodynamique superfluide que le gaz unitaire devient dynamiquement instable. Pour un piège et une dimension d'espace quelconques, nous obtenons de nouveaux théorèmes du viriel pour différents types d'interactions entre atomes. Dans le cas de la transition BEC-BCS dans un piège harmonique, nous déduisons que l'énergie potentielle de piégeage a un point d'inflexion à la limite unitaire si la longueur de diffusion est changée adiabatiquement.

•Jul 10, 2008•2 citations

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Cette thèse contient plusieurs études expérimentales centrées sur la dynamique des bosons dans une dimension (1D). En utilisant une expérience de type puce atomique, nous créons des géométries de piègage très allongées pour des atomes de 87Rb. Cela conduit à geler deux dimensions et à créer un gaz 1D avec des interactions de contact qui est décrit par le modèle de Lieb-Liniger. Le manuscrit contient trois études expérimentales indépendantes: La première étude traite de la dynamique hors équilibre suite à une trempe des interactions. Nous observons l'évolution temporelle des modes de Bogoliubov comprimés et montrons que cette dynamique continue sur des temps qui ne seraient pas observable sur la fonction de corrélation d'ordre un.La deuxième étude montre que les pertes à trois-corps refroidissent un gaz de Bose 1D dans le régime quasi-condensat. Ce travail est accompagné d'une étude théorique qui prédit ce refroidissement pour les pertes à j-corps.La troisième étude est la première étude expérimentale d'une nouvelle théorie des systèmes intégrables, nommé HydroDynamics Généralisé (HDG).Nous montrons que HDG est la seule théorie "simple" qui décrit correctement les résultats expérimentaux.En particulier, l’approche de l'HydroDynamique Conventiennelle (HDC) ne reproduit pas l’observation expérimentale. Contrairement au HDG, HDC ne prend pas en compte l’intégrabilité du système.

•Mar 22, 2019•1 citation
We relate three different approaches to relativistic bosonic oscillators, and find non-Lie constants of motion for them. We show that all these approaches admit hidden parasupersymmetry and point out reducibility of the two-body Dirac oscillator. Resume : Nous comparons trois approches diffOrentes au problme de lioscillateur bosonique relativiste et trouvons des constantes du mouvement qui ne sont pas du type de Lie. Nous montrons que les trois mOthodes admettent une parasupersymOtrie cachOe et soulignons que lioscillateur de Dirac ‡ deux corps est rOductible. (Traduit par la rOdaction)
Au voisinage d'une résonance de Feshbach, les interactions entre atomes froids sont fortes car leur longueur de diffusion diverge. De plus les interactions ont une portée faible, ce qui permet généralement de les modéliser par un pseudopotentiel de portée nulle. La limite d'une longueur de diffusion infinie et d'une portée nulle est appelée limite unitaire. Dans cette thèse, nous obtenons des résultats analytiques pour N particules à la limite unitaire, piégées par un potentiel extérieur harmonique isotrope. Plus précisément, nous montrons que l'hyperrayon, un degré de liberté collectif décrivant la taille globale du gaz, est séparable. Ceci nous permet de déterminer la dépendance en l'hyperrayon des fonctions d'ondes à N corps. Nous nous restreignons ensuite au cas de N=3 particules. Nous résolvons complètement le problème à 3 corps, en utilisant l'approche d'Efimov. Pour des particules bosoniques, nous obtenons deux types d'états propres: d'une part les états universels, qui ne dépendent que de la fréquence d'oscillation d'une particule dans le piège, de la masse des particules et de la constante de Planck; d'autre part les états efimoviens, qui dépendent aussi d'un paramètre à trois corps, de façon analogue aux états liés découverts par Efimov en l'absence de potentiel extérieur. Dans une expérience, nous prédisons que les états universels ont une longue durée de vie, ce qui est inhabituel pour des atomes bosoniques. Nous montrons que cette durée de vie est déterminé par le couplage des états universels aux états efimoviens induit par la portée non nulle des interactions. D'autres résultats concernant N particules en interaction résonnante portent sur les résonances à N corps et des théorèmes du viriel.
Some years ago, one of the authors~(MM) revived a concept to which he gave the name of single-particle Dirac oscillator, while another~(CQ) showed that it corresponds to a realization of supersymmetric quantum mechanics. The Dirac oscillator in its one- and many-body versions has had a great number of applications. Recently, it included the analytic expression for the eigenstates and eigenvalues of a two-particle system with a new type of Dirac oscillator interaction of frequency~\\omega. By considering the latter together with its partner corresponding to the replacement of~\\omega by~-\\omega we are able to get a supersymmetric formulation of the problem and find the superalgebra that explains its degeneracy.
Some years ago, one of the authors (MM) revived a concept to which he gave the name single-particle Dirac oscillator, while another of the authors (CQ) showed that it corresponds to a realization of supersymmetric quantum mechanics. The Dirac oscillator in its one- and many-body versions has had a great number of applications. Recently, it included the analytic expression for the eigenstates and eigenvalues of a two-particle system with a new type of Dirac oscillator interaction of frequency omega . By considering the latter together with its partner corresponding to the replacement of omega by - omega , we are able to get a supersymmetric formulation of the problem and find the superalgebra that explains its degeneracy.
Au voisinage d'une résonance de Feshbach, les interactions entre atomes froids sont fortes car la longueur de diffusion diverge. De plus les interactions ont une portée faible, ce qui permet généralement de les modéliser par un pseudopotentiel de portée nulle. La limite d'une longueur de diffusion infinie et d'une portée nulle est appelée limite unitaire. Nous résolvons le problème à 3 corps à la limite unitaire dans un piège harmonique isotrope. Pour des particules bosoniques, nous obtenons deux types d'états propres: d'une part les états universels, qui ne dépendent que de la fréquence d'oscillation d'une particule dans le piège, de la masse des particules et de la constante de Planck; d'autre part les états efimoviens, qui dépendent aussi d'un paramètre à trois corps, de façon analogue aux états liés découverts par Efimov en l'absence de potentiel extérieur. Dans une expérience, nous prédisons que les états universels ont une longue durée de vie, ce qui est inhabituel pour des atomes bosoniques. Cette durée de vie est limitée par le couplage des états universels aux états efimoviens induit par la portée non nulle des interactions. Pour le problème à N corps, nous montrons que l'hyperrayon, un degré de liberté collectif décrivant la taille globale du gaz, est séparable. Nous déterminons ainsi la dépendance en l'hyperrayon des fonctions d'ondes à N corps. Nous déduisons une relation sur les fluctuations thermiques de la taille du gaz. Nos résultats se généralisent à certaines résonances à N corps. Dans un piège tournant à une vitesse suffisante, nous montrons dans le cadre de l'hydrodynamique superfluide que le gaz unitaire devient dynamiquement instable. Pour un piège et une dimension d'espace quelconques, nous obtenons de nouveaux théorèmes du viriel pour différents types d'interactions entre atomes. Dans le cas de la transition BEC-BCS dans un piège harmonique, nous déduisons que l'énergie potentielle de piégeage a un point d'inflexion à la limite unitaire si la longueur de diffusion est changée adiabatiquement.
Cette thèse contient plusieurs études expérimentales centrées sur la dynamique des bosons dans une dimension (1D). En utilisant une expérience de type puce atomique, nous créons des géométries de piègage très allongées pour des atomes de 87Rb. Cela conduit à geler deux dimensions et à créer un gaz 1D avec des interactions de contact qui est décrit par le modèle de Lieb-Liniger. Le manuscrit contient trois études expérimentales indépendantes: La première étude traite de la dynamique hors équilibre suite à une trempe des interactions. Nous observons l'évolution temporelle des modes de Bogoliubov comprimés et montrons que cette dynamique continue sur des temps qui ne seraient pas observable sur la fonction de corrélation d'ordre un.La deuxième étude montre que les pertes à trois-corps refroidissent un gaz de Bose 1D dans le régime quasi-condensat. Ce travail est accompagné d'une étude théorique qui prédit ce refroidissement pour les pertes à j-corps.La troisième étude est la première étude expérimentale d'une nouvelle théorie des systèmes intégrables, nommé HydroDynamics Généralisé (HDG).Nous montrons que HDG est la seule théorie "simple" qui décrit correctement les résultats expérimentaux.En particulier, l’approche de l'HydroDynamique Conventiennelle (HDC) ne reproduit pas l’observation expérimentale. Contrairement au HDG, HDC ne prend pas en compte l’intégrabilité du système.