Superfluid and Mott Insulating shells of bosons in harmonically confined optical lattices

Weakly interacting atomic or molecular bosons in quantum degenerate regime and trapped in harmonically confined optical lattices, exhibit a wedding cake structure consisting of insulating (Mott) shells. It is shown that superfluid regions emerge between Mott shells as a result of fluctuations due to finite hopping. It is found that the order parameter equation in the superfluid regions is not of the Gross-Pitaeviskii type except near the insulator to superfluid boundaries. The excitation spectra in the Mott and superfluid regions are obtained, and it is shown that the superfluid shells posses low energy sound modes with spatially dependent sound velocity described by a local index of refraction directly related to the local superfluid density. Lastly, the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition and vortex-antivortex pairs are discussed in thin (wide) superfluid shells (rings) limited by three (two) dimensional Mott regions.Comment: 11 pages, 9 figures

Vortex-Antivortex Lattice in Ultra-Cold Fermi Gases

We discuss ultra-cold Fermi gases in two dimensions, which could be realized in a strongly confining one-dimensional optical lattice. We obtain the temperature versus effective interaction phase diagram for an s-wave superfluid and show that, below a certain critical temperature T_c, spontaneous vortex-antivortex pairs appear for all coupling strengths. In addition, we show that the evolution from weak to strong coupling is smooth, and that the system forms a square vortex-antivortex lattice at a lower critical temperature T_M.Comment: Submitted to Physical Review Letter

Evolution from BCS to BKT superfluidity in one-dimensional optical lattices

We analyze the finite temperature phase diagram of fermion mixtures in one-dimensional optical lattices as a function of interaction strength. At low temperatures, the system evolves from an anisotropic three-dimensional Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) superfluid to an effectively two-dimensional Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) superfluid as the interaction strength increases. We calculate the critical temperature as a function of interaction strength, and identify the region where the dimensional crossover occurs for a specified optical lattice potential. Finally, we show that the dominant vortex excitations near the critical temperature evolve from multiplane elliptical vortex loops in the three-dimensional regime to planar vortex-antivortex pairs in the two-dimensional regime, and we propose a detection scheme for these excitations.Comment: 4 pages with 2 figure

Nova praga exótica no ecossistema florestal.

O país está convivendo desde de junho de 2003 com mais uma séria praga de florestas de eucalipto, o psilídeode- concha, Glycaspis brimblecombei (Hemiptera: Psyllidae). Este inseto, de tamanho reduzido, é semelhante a uma cigarrinha que suga a seiva das folhas novas das árvores. A praga tem provocado danos às florestas de eucaliptos, e atualmente se encontra distribuída em mais de 140 municípios do Estado de São Paulo, em pelo menos 20 municípios de Minas Gerais, um de Goiás, dois de Mato Grosso do Sul e seis do Paraná.bitstream/CNPMA/5837/1/comunicado_18.pd

Phase Fluctuations and Vortex Lattice Melting in Triplet Quasi-One-Dimensional Superconductors at High Magnetic Fields

Assuming that the order parameter corresponds to an equal spin triplet pairing symmetry state, we calculate the effect of phase fluctuations in quasi-one-dimensional superconductors at high magnetic fields applied along the y (b') axis. We show that phase fluctuations can destroy the theoretically predicted triplet reentrant superconducting state, and that they are responsible for melting the magnetic field induced Josephson vortex lattice above a magnetic field dependent melting temperature Tm.Comment: 4 pages (double column), 1 eps figur

Thermodynamically stable noncomposite vortices in mesoscopic two-gap superconductors

In mesoscopic two-gap superconductors with sizes of the order of the coherence length noncomposite vortices are found to be thermodynamically stable in a large domain of the $T - H$ phase diagram. In these phases the vortex cores of one condensate are spatially separated from the other condensate ones, and their respective distributions can adopt distinct symmetries. The appearance of these vortex phases is caused by a non-negligible effect of the boundary of the sample on the superconducting order parameter and represents therefore a genuine mesoscopic effect. For low values of interband Josephson coupling vortex patterns with $L_1 \neq L_2$ can arise in addition to the phases with $L_1 =L_2$, where $L_1$ and $L_2$ are total vorticities in the two condensates. The calculations show that noncomposite vortices could be observed in thin mesoscopic samples of MgB$_{2}$.Comment: 5 pages, 3 figures, to be published in Europhysics Letter

Nonzero orbital angular momentum superfluidity in ultracold Fermi gases

We analyze the evolution of superfluidity for nonzero orbital angular momentum channels from the Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) to the Bose-Einstein condensation (BEC) limit in three dimensions. First, we analyze the low energy scattering properties of finite range interactions for all possible angular momentum channels. Second, we discuss ground state ($T = 0$) superfluid properties including the order parameter, chemical potential, quasiparticle excitation spectrum, momentum distribution, atomic compressibility, ground state energy and low energy collective excitations. We show that a quantum phase transition occurs for nonzero angular momentum pairing, unlike the s-wave case where the BCS to BEC evolution is just a crossover. Third, we present a gaussian fluctuation theory near the critical temperature ($T = T_{\rm c}$), and we analyze the number of bound, scattering and unbound fermions as well as the chemical potential. Finally, we derive the time-dependent Ginzburg-Landau functional near $T_{\rm c}$, and compare the Ginzburg-Landau coherence length with the zero temperature average Cooper pair size.Comment: 28 pages and 24 figure

Cobre e suas formas predominantes no solo em áreas com uso de dejetos animais

A premissa de benefícios a baixos riscos no uso de dejetos animais como fertilizantes do solo tem sido questionada, em função do aumento das áreas com excedentes de nutrientes, citando-se como exemplo o cobre (Cu). O objetivo do trabalho foi determinar as formas de Cu predominantes em áreas com uso de dejetos animais, visando associá-las à sua disponibilidade para as plantas e mobilidade no ambiente. Foram analisadas 10 amostras de solo coletadas em microbacia hidrográfica de Concórdia, SC, sendo três áreas de mata secundária, uma de mata primária, uma de campo naturalizado e cinco em áreas de lavouras adjacentes com mais de 10 anos de aplicação de dejetos suínos, independente do uso anterior de outros tipos de dejetos. Para as análises de Cu, o solo foi amostrado na camada 0-20 cm e na TFSA determinou-se os teores de Cu reativo, formado pela soma do Cu ligado à matéria orgânica (CuF2) e Cu adsorvido à superfície dos óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade (CuF3). A fração recalcitrante de Cu foi obtida a partir do Cu extraído com HCl 6,0 mol L-1 (CuF4), após a extração de CuF3, que foi somado ao Cu determinado nos extratos do solo remanescente da extração do CuF4 após digestão com água régia (HCl:HNO3 - 3:1). As formas predominantes de Cu em áreas com e sem uso de dejetos animais são as recalcitrantes, com evidências de aumento nos teores e proporções das formas mais facilmente disponíveis nas áreas com aplicação de dejetos

Fósforo interpretado como disponível às plantas e sua relação com as formas determinadas para fins ambientais em áreas de uso de dejetos animais.

Um dos elementos preocupantes quanto à poluição ambiental em áreas de uso contínuo dos dejetos animais como fertilizantes do solo é o P, pelo seu acúmulo no solo e aumento das formas mais facilmente disponíveis, que são decisivas no processo de eutroficação de águas. O presente trabalho teve por objetivo determinar o grau de associação entre as quantidades de P interpretadas como disponíveis para as plantas e as formas de P de diferentes graus de estabilidade química determinadas por métodos de extração seletiva, que podem ser relacionadas à facilidade de movimentação no ambiente. As correlações fortes e positivas do P extraído por água com todos os índices de disponibilidade de P no curto prazo, destes índices entre si e com aqueles de médio prazo e também com as formas mais estáveis de P determinadas por extratores seletivos, confirmam que os métodos de determinação de P para fins de diagnóstico da fertilidade do solo possuem potencial de uso também para fins ambientais em áreas de uso de dejetos animais como fertilizantes do solo