Dynamics of ultracold quantum gases and interferometry with coherent matter waves [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Gerrit Peter Nandi

DYNAMICS OF ULTRACOLDQUANTUM GASESAND INTERFEROMETRY WITHCOHERENT MATTER WAVESDissertationzur Erlangung des DoktorgradesDr. rer. nat.der Fakultät für Naturwissenschaftender Universität Ulmvorgelegt vonGERRIT PETER NANDIaus BonnInstitut für QuantenphysikUniversität UlmLeiter: Prof. Dr. Wolfgang P. SchleichUlm 2007Amtierender Dekan: Prof. Dr. Klaus-Dieter SpindlerErstgutachter: PD Dr. Reinhold WalserZweitgutachter: Prof. Dr. Wolfgang WonnebergerTag der Promotion: 25. Juni 20072.1. Quantum field theory in the mean-field limit . . . . . . . . . . . . . . 72.1.1. Quantized atomic fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1.2. Mean-field approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.1.3. The GROSS-PITAEVSKII equation in scaled variables . . . . . 132.1.4. Multi-component, vector-valued coupled BOSE-EINSTEIN con-densates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2. Healing length and THOMAS-FERMI limit . . . . . . . . . . . . . . . . 162.3. Low-dimensional condensates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.3.1. Quasi one-dimensional BEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.3.2. Quasi two-dimensional BEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.4. Hydrodynamic description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.5. Topological excitations – vortices in BOSE-EINSTEIN condensates . . . 192.6. Linear response analysis for multi-component BECs . . . . . . . . . . 202.6.1. One-component BEC .