Seminaria

Dnia 2025-05-20 o godzinie 13:15 w Sali 2011 Wydziału Fizyki UwB, dr hab. Tomasz Karpiuk z Katedry Astrofizyki i Fizyki Teoretycznej na Wydziale Fizyki UwB wygłosi wykład pt:

„Trójwymiarowe krople bozonowo-fermionowe w niezerowej temperaturze
(Three-dimensional Bose-Fermi droplets at nonzero temperatures)”

Serdecznie zapraszamy

Andrzej Maziewski

Jerzy Przeszowski

„Trójwymiarowe krople bozonowo-fermionowe w niezerowej temperaturze.
(Three-dimensional Bose-Fermi droplets at nonzero temperatures)”

dr hab. Tomasz Karpiuk

Katedra Astrofizyki i Fizyki Teoretycznej na Wydziale Fizyki UwB

Badamy numerycznie powstawanie związanych kwantowych kropli bozonowo-fermionowych w niezerowej temperaturze. Wcześniej pokazaliśmy, że takie krople mogą istnieć w temperaturze zerowej[1,2]. W najnowszej pracy przyciągająca atomowa mieszanina bozonowo-fermionowa opisana jest za pomocą hydrodynamiki kwantowej wzbogaconej o poprawki kwantowe i fluktuacje termiczne, a także przez uproszczony model Hartree-Focka. Korzystając z opisu hydrodynamicznego, pod warunkiem, że przyciąganie między bozonami i fermionami jest wystarczająco silne, znajdujemy niskotemperaturowe, stosunkowo długo żyjące swobodne krople. Z drugiej strony, uproszczony model Hartree-Focka potwierdza istnienie kropli bozonowo-fermionowych w równowadze z termicznym gazem bosego i fermiego, przy czym sam kondensat Bosego-Einsteina jest całkowicie ukryty wewnątrz kropli. Zarówno krople termiczne, jak i nietermiczne można wykorzystać do symulacji zjawisk astrofizycznych, takich jak rozerwanie białego karła przez czarną dziurę [3,4]. We numerically study the formation of self-bound quantum Bose-Fermi droplets at nonzero temperatures. We have previously shown that such droplets can exist at zero temperature [1,2]. In this work the attractive atomic Bose-Fermi mixture is described in terms of quantum hydrodynamics, enriched by beyond mean-field corrections and thermal fluctuations, as well as by a simplified self-consistent Hartree-Fock model. Using the hydrodynamic description, we find low-temperature relatively long-lived droplets in a free space, provided that the attraction between bosons and fermions is strong enough. On the other hand, a simplified Hartree-Fock treatment supports the existence of Bose-Fermi droplets in equilibrium with the gas of thermal bosons and fermions, with the Bose-Einstein condensate itself being completely hidden inside a droplet. Both thermal and non-thermal droplets can be used to simulate astrophysical phenomena such as disruption of a white dwarf star by a black hole [3,4]. 1. D. Rakshit, T. Karpiuk, M. Brewczyk, and M. Gajda, SciPost Phys. 6, 079 (2019). 2. D. Rakshit, T. Karpiuk, P. Zin, M. Brewczyk, M. Lewenstein, and M. Gajda, New J. Phys. 21, 073027 (2019). 3. T. Karpiuk, M. Nikołajuk, M. Gajda, and M. Brewczyk, Sci. Rep. 11, 2286 (2021). 4. M. Nikołajuk, T. Karpiuk, L. Ducci, and M. Brewczyk, ApJ 980, 256 (2025)