Numerical analysis of the existence and evolution of quantum droplets in Bose-Einstein condensates

Abstract

In this work, we numerically study the dynamics of quantum droplets, a new phase of matter at low temperatures stabilized by quantum fluctuations in two coupled Bose- Einstein Condensates. In particular, we investigate the physical effects of a numerical expression for the first beyond-mean-field correction term in the expansion of the en- ergy density of a condensed Bose-Bose mixture, the so-called Lee-Huang-Yang (LHY) correction. The analysis presented here solves two coupled Gross-Pitaevskii equa- tions with nearest-neighbor hopping and the LHY correction on a one-dimensional discretized lattice. We provide a detailed examination of the consequences of different intraspecies and interspecies nonlinear potentials on the localization patterns of the Wannier probability densities over such a lattice and on the formation and evolution of quantum droplets.

Neste trabalho, nós estudamos numericamente a dinâmica de gotículas quânticas, uma nova fase da matéria em baixas temperaturas estabilizada por flutuações quânti- cas em dois Condensados de Bose-Einstein acoplados. Em particular, nós investigamos os efeitos físicos de uma expressão numérica para o primeiro termo de correção além do campo médio na expansão da densidade de energia de uma mistura condensada Bose-Bose – chamado a correção de Lee-Huang-Yang (LHY). A análise apresentada aqui resolve duas equações de Gross-Pitaevskii acopladas com hopping a primeiros vizinhos e com a correção de LHY em uma rede unidimensional discretizada. Com isso, nós fornecemos um exame detalhado das consequências de diferentes valores dos potenciais não-lineares intraespécie e interespécie sobre os padrões de localização das densidades de probabilidade de Wannier sobre tal rede e sobre a formação e evolução de gotículas quânticas.