Collective modes of a photon Bose–Einstein condensate with thermo-optic interaction
- Although for photon Bose–Einstein condensates the main mechanism of the observed photon–photon interaction has already been identified to be of a thermo-optic nature, its influence on the condensate dynamics is still unknown. Here a mean-field description of this effect is derived, which consists of an open-dissipative Schrödinger equation for the condensate wave function coupled to a diffusion equation for the temperature of the dye solution. With this system at hand, the lowest-lying collective modes of a harmonically trapped photon Bose–Einstein condensate are calculated analytically via a linear stability analysis. As a result, the collective frequencies and, thus, the strength of the effective photon–photon interaction turn out to strongly depend on the thermal diffusion in the cavity mirrors. In particular, a breakdown of the Kohn theorem is predicted, i.e. the frequency of the centre-of-mass oscillation is reduced due to the thermo-optic photon–photon interaction.
Verfasser*innenangaben: | Enrico SteinORCiD, Frank Vewinger, Axel Pelster |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-58225 |
DOI: | https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab4b06 |
ISSN: | 1367-2630 |
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch): | New Journal of Physics |
Verlag: | IOP |
Dokumentart: | Wissenschaftlicher Artikel |
Sprache der Veröffentlichung: | Englisch |
Datum der Veröffentlichung (online): | 23.10.2019 |
Jahr der Erstveröffentlichung: | 2019 |
Veröffentlichende Institution: | Technische Universität Kaiserslautern |
Datum der Publikation (Server): | 18.12.2019 |
Ausgabe / Heft: | 21, 2019 |
Seitenzahl: | 11 |
Quelle: | https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ab4b06 |
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten: | Kaiserslautern - Fachbereich Physik |
DDC-Sachgruppen: | 5 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik |
Sammlungen: | Open-Access-Publikationsfonds |
Lizenz (Deutsch): | Zweitveröffentlichung |