Interdisciplinary seminar | 14 November 2025

Код доступа: 627393

Открытый семинар фронтирной лаборатории «Полупроводниковые Ван-дер-Ваальсовы гетероструктуры для оптоэлектроники»

Одной из актуальных задач современной физики является исследование динамики конденсатов Бозе-Эйнштейна, в частности эситон-поляритонных конденсатов в слабо диссипативных системах. Можно выделить два теоретических подхода к этой проблеме. Первый, основанный на кинетическом уравнении, позволяет, в принципе, описать эволюцию поляритонов. Однако получающиеся уравнение чрезвычайно сложны, что практически исключает возможность анализа пространственно-временной динамики поляритонов даже путем численного моделирования.

Второй подход основан на использовании приближения среднего поля, когда динамика конденсата описывается функцией параметра порядка, для которой пишется уравнение Гросса-Питаевского. Главным преимуществом такого описания является его простота, позволяющая применять его дл решения широкого класса задач. Следует заметить, что, несмотря на простоту, уравнение Гросса-Питаевского позволяет качественно, а в ряде случаев и количественно верно воспроизводить экспериментальные результаты. Для корректного описания формирования и распада экситон-поляритонных конденсатов в консервативное уравнение Гросса-Питаевского были добавлены члены, учитывающие конденсацию частиц и их конечное время жизни. Однако при таком подходе изменение энергии конденсата связано лишь с рождением и уничтожением поляритонов.

На этом семинаре мы обсудим как в рамках обобщенного уравнения Гросса-Питаевского можно учесть релаксацию поляритонов по энергиям без изменения полного числа частиц в конденсате.  Для этого мы рассмотрим консервативное уравнение Гросса-Питаевского, записанное в форме квантовой гидродинамики. Такой подход позволяет феноменологически ввести дополнительный член, который не входит в уравнение для плотности конденсата, но приводит к релаксации энергии конденсата. Мы рассмотрим как наличие энергетической релаксации влияет на сверхтекучесть кондесата и его устойчивость. Также мы обсудим влияние энергетической релаксации поляритонов на формирование конденсатов, в частности на формирование и устойчивость квантовых вихрей в таких конденсатах.