Produção de vórtices e cálculo do arrasto em fluidos quânticos com correções de LHY

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Silva, Gustavo Henrique dos Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bose-Einstein condensate; Condensado de Bose- Einstein; Correções LHY; Fluidos quânticos; LHY corrections.; Mecânica quântica; Quantum fluids; Quantum mechanics; Simulações; Simulations
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-12092025-142042/

Este trabalho investiga fenômenos associados à condensação de Bose-Einstein (BEC) e à di- nâmica de fluidos quânticos com correções de Lee-Huang-Yang (LHY), explorando aspectos teóricos relevantes em regimes além do campo médio. Inicialmente, são analisadas as proprie- dades de condensados confinados e homogêneos, considerando suas descrições no contexto do campo médio e das correções LHY, que incorporam efeitos quânticos de flutuação. A formula- ção considera sistemas ideais para explorar a dinâmica de vórtices e o comportamento do fluido frente a potenciais externos. A pesquisa concentra-se na interação do condensado com um potencial Gaussiano em mo- vimento, utilizado como ferramenta para a produção de vórtices. São calculadas as velocidades críticas associadas à nucleação de vórtices, bem como a força de arrasto exercida pelo potencial ao longo do tempo. O estudo é realizado tanto para sistemas confinados quanto homogêneos, sendo a análise principal desenvolvida para o regime homogêneo nas aproximações de campo médio e com correções LHY. Além disso, são investigados os valores médios da força de arrasto em ambos os sistemas durante a passagem do potencial Gaussiano. Essa análise busca compreender como o arrasto médio é afetado pelas propriedades do fluido quântico e pela presença de correções além do campo médio. As simulações utilizam métodos numéricos avançados, como o método Split- Step, para resolver as equações de Gross-Pitaevskii e suas variantes modificadas. Os resultados obtidos oferecem uma visão das diferenças no comportamento dinâmico de fluidos quânticos em regimes de campo médio e com correções de LHY. Este estudo não apenas amplia o conhecimento teórico sobre a produção de vórtices e o arrasto em sistemas de BEC, como também fornece subsídios importantes para a realização de experimentos futuros em sis- temas ultra-frios, promovendo avanços na compreensão de fluidos quânticos em contextos além do campo médio.