KIP-Veröffentlichungen

In der vorliegenden Arbeit wird die Dynamik eines eindimensionalen Exziton-Polariton-Kondensats untersucht, bei dem die Phasenfluktuationen durch die Kardar-Parisi-Zhang-Gleichung bestimmt sind. Wir analysieren die Defekte, die in der zeitlichen Entwicklung des Kondensats auftreten und vergleichen ihre Dichteprofile mit denen eines Solitons. Durch die Beobachtung von Phasensprüngen an den Defektpositionen sind wir in der Lage, diese als dunkle Solitonen zu klassifizieren. Wenn wir unseren Fokus auf die Defektwechselwirkungen verlagern, können wir an den Schnittpunkten der Solitonen die Entstehung von wirbelartigen Strukturen in der Zeit-Raum-Ebene beobachten. Eine Untersuchung der Impulsbesetzungszahlen zu verschiedenen Zeitpunkten zeigt ein bemerkenswertes Skalierungsverhalten von einer anfänglich kastenförmigen Verteilung hin zu einem Potenzgesetzabfall. Der Exponent κ dieses Abfalls ist ungewöhnlich hoch. Sein Wert reicht von etwa 4 bis 7 und hängt stark mit der Lebensdauer der Solitonen im Kondensat zusammen. Um die Selbstähnlichkeit des Skalierungsverhaltens zu bestätigen, führen wir eine Reskalierung der Besetzungsspektren bezüglich einer Referenzzeit durch. Aus diesem Reskalierungsprozess können Skalierungsexponenten nahe 1 3 für α und β abgeleitet werden. Aus der Selbstähnlichkeit der Skalierung schließen wir, dass sich das Polaritonkondensat in der Nähe eines nicht-thermischen Fixpunktes befindet.

In this thesis we study the dynamics of a one-dimensional exciton-polariton condensate, where the phase fluctuations are governed by the Kardar-Parisi-Zhang equation. We analyse the defects that emerge as the condensate evolves and compare their density profiles to those of a soliton. By observing phase jumps at the defect positions, we are able to classify them as dark solitons. Shifting our focus to defect interactions, we reveal the emergence of vortex-like structures in the time-space plane at the soliton intersection points. An examination of the momentum occupation number at different times reveals a remarkable scaling behaviour, from an initial box-like distribution to a power law decay. The power law exponent κ is found to be anomalously high, ranging from about 4 to 7, and its value is strongly related to the lifetime of the solitons present in the system. To validate the self-similarity of this scaling behaviour, we perform a rescaling of the occupation spectra with respect to a reference time. Scaling exponents close to 1 3 for both α and β are extracted from this rescaling process. We conclude that the polariton condensate is close to a non-thermal fixed point based on the self-similarity of the scaling.