Stable and mobile two-dimensional dipolar ring-dark-in-bright Bose-Einstein condensate soliton
我们证明了一个强大的,稳定的,移动的二维(2D)偶极环暗中亮(RDB)玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)孤子的排斥接触相互作用,受到谐波陷阱沿$y$方向垂直于偏振方向$z$。这样的RDB孤子有一个环形缺口(密度为零)印在一个2D亮孤子自由移动在$x-z$平面。在中等速度下,两个这样的孤子的迎头碰撞被发现是准弹性的,几乎没有变形。论证了利用相位印记产生RDB孤子的可能性。结果表明,使用数值模拟采用现实的相互作用参数在偶极$^{164}$ Dy BEC。
2016-01-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Solitons in dipolar Bose-Einstein condensates with trap and barrier potential
研究了在具有势垒的陷阱势中,孤子在偶极BEC中的传播。孤子的传输,反射和分裂作为本地和偶极非本地相互作用之间的比率的函数的制度进行了分析和数值。观察到缺陷对孤子的相干分裂和融合。得到了分裂孤子融合的条件,并给出了由非局域偶极相互作用强度决定的离域跃迁。预测的现象可用于物质波分离器和使用物质波孤子的干涉仪的设计。
2012-02-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Demixing and symmetry breaking in binary dipolar Bose-Einstein condensate solitons
我们证明了完全分层(分离)的强大和稳定的明亮的二元偶极玻色-爱因斯坦凝聚体孤子在准一维设置形成由于排斥接触相互作用的偶极相互作用。对于大的排斥性物种间接触相互作用,第一物种可以在空间上与第二物种分离,从而形成分层构型,其可以是空间对称的或非对称的。在空间对称的情况下,其中一个物种占据中心区域,而另一个物种分成两个相等的部分,并主要留在这个中心区域之外。在破碎的情况下,这两个物种并排存在。得到了二元孤子的稳定相图。结果表明,在二元164 Dy-168 Er和164 Dy-162 Dy混合物的参数的现实值。分离孤子实际上是由两种原子组成的孤子分子。提出了在实验中产生偶极孤子的建议。
2014-01-14 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Interaction of solitons in dipolar Bose-Einstein condensates and formation of soliton molecules
研究了偶极玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中两个亮孤子之间的相互作用,旨在寻找它们形成稳定束缚态(孤子分子)的机制.为了研究BEC中孤子间的相互作用,我们采用了与光纤中孤子间相互作用的实验研究相似的方法。该思想包括在初始时间$t_0$以彼此一定的空间间隔产生两个孤子,然后在稍后的时间$t_1 > t_0$测量它们之间的距离。根据孤子之间的距离是否增加,减少或保持不变,相比其初始值在$t_0$,我们得出结论,孤子相互作用是排斥,吸引或中性,分别。我们提出了一种实验上可行的方法,根据孤立子分子在临界孤立子速度下的解离来估计孤立子分子的结合能。我们的理论分析是基于变分方法,这似乎是相当准确的描述孤子分子的性质在偶极BEC,反映在良好的协议之间的分析和数值结果。
2015-06-02 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Two dimensional bright solitons in dipolar Bose-Einstein condensates with tilted dipoles
讨论了偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中偶极相对于孤子平面的取向对二维亮孤子物理性质的影响。以前的研究中,这样的孤子涉及偶极子垂直或平行于凝聚平面。倾斜角构成了一个额外的调谐参数,这有助于我们控制面内各向异性的孤子,以及提供访问以前忽略的相互作用参数的孤子稳定性制度。此外,它可以用来驱动凝聚体进入声子不稳定性,而不改变其相互作用参数或陷阱的几何形状。在均匀的二维倾斜偶极子凝聚体中,声子不稳定性总是以瞬态条纹图案为特征,最终破裂成亚稳态孤子气体。最后,我们演示了如何偶极BEC在浅阱最终可以变成一个自陷物质波的绝热方法,涉及到倾斜角的调谐。
2015-06-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Statics and dynamics of a binary dipolar Bose-Einstein condensate soliton
我们研究了二元偶极玻色-爱因斯坦凝聚体孤立子的静力学和动力学,其中两个组分具有不同的空间对称性,$-$不同的准一维和准二维形状-使用三维平均场模型的数值解和变分近似。结果表明,在二元164 Dy-168 Er混合物中的参数的现实值。大量原子形成稳定的偶极孤子的可能性使其具有很大的实验意义。孤子的存在说明的稳定性相图。这些孤子的奇异形状在等密度图中示出。变分的结果静力学(尺寸和化学势)和动力学(小振荡)的二元孤子与数值结果进行了比较。提出了一种在实验室中制备和研究这些孤子的方法。
2014-01-14 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Deep inelastic collision of two-dimensional anisotropic dipolar condensate solitons
在偶极玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中产生稳定的各向异性孤子的可能性导致了在具有接触相互作用的非偶极BEC中不可能出现的不同情况。研究了由极化偶极原子组成的准二维玻色-爱因斯坦凝聚系统中各向异性亮孤子的静态和动力学性质,研究了两个各向异性亮孤子在不同速度和不同极化方向夹角下的碰撞动力学性质.碰撞被发现是准弹性在大的速度。在低速下,碰撞是非弹性的,导致在激发的剪刀模、双极模或四极模中形成聚结孤子。此外,在小的速度,碰撞后,一个大的变化的运动方向的孤子是可能的。调查是通过一个基本的平均场Gross-Pitaevskii方程的数值解。
2022-02-03 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Roton-mediated soliton bound states in binary dipolar condensates
Universität Innsbruck(因斯布鲁克大学)
研究二元极化玻色-爱因斯坦凝聚体中暗-反暗孤子波束的束缚态形成,揭示了自旋分支中的罗通特征促进长程孤子相互作用,产生多种不同分离的束缚态。
2026-04-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dynamics of gap solitons in a dipolar Bose-Einstein condensate on a three-dimensional optical lattice
提出并研究了$^{52}$ Cr原子的偶极玻色-爱因斯坦凝聚体在三个正交方向的光学晶格势作用下局域在最低带隙的稳定圆盘形和雪茄形带隙孤子.一维版本的这些孤立子的实验兴趣限制的OL沿偶极矩方向和谐波陷阱在横向方向也被认为是。(i)能隙孤子受微扰时的呼吸振荡和(ii)沿轴向$z$方向运动的晶格对能隙孤子的拖曳等重要动力学行为证明了能隙孤子的稳定性。文中还附有一个三维带隙孤子拖曳的电影片段。
2011-05-13 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Two-dimensional discrete solitons in dipolar Bose-Einstein condensates
分析了圆盘状偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中非交错亮孤子的形成和动力学过程,该凝聚体具有原子间接触(碰撞)和长程偶极-偶极(DD)相互作用的特点.假设凝聚体被困在圆盘平面内的强光学晶格势中,因此它可以近似为二维(2D)离散模型,该模型包括晶格位置之间的非线性和立方长程(DD)相互作用。我们考虑两个这样的模型,不同的形式的现场非线性,由通常的三次项,或更准确的非多项式之一,来自底层的3D Gross-Pitaevskii方程。两种模型得到了相似的结果。分析的重点是DD相互作用对晶格中的基本局域模(2D离散孤子)的影响。排斥性各向同性DD非线性扩展了基孤子的存在和稳定区域。新的家庭的网站,网站间和混合孤子,建立在一个有限的背景之上,被发现作为各向同性排斥DD相互作用和吸引力的接触非线性的相互作用的结果。这些解本身是不稳定的,但它们演化成存在于振荡背景上的鲁棒呼吸子。在排斥接触相互作用的存在下,如果DD相互作用(吸引各向同性或各向异性)足够强,则存在基本局域模。它们在接近反连续极限的狭窄区域内是稳定的,而不稳定的孤子则演化为呼吸子。在后一种情况下,背景的存在是无关紧要的。
2009-12-09 nlin.PS
Vortex solitons in dipolar Bose-Einstein Condensates
我们预测孤波涡准平面凝聚的偶极原子,极化平行的禁闭方向,与偶极-偶极相互作用的有效符号反转的装置的快速旋转的字段。利用轴对称高斯近似,预测了中等强度偶极-偶极相互作用下,拓扑荷为${% \ell}=1$和2的涡旋孤子的能量极小值。与$\ell =1$的孤子的稳定性证实了完整的三维模拟,而他们的对应物与$\ell =2$被发现是不稳定的分裂成一组的四个片段(四极)。
2008-09-25 cond-mat.other nlin.PS
Breathing solitons induced by collision in dipolar Bose-Einstein condensates
数值研究了具有强偶极-偶极相互作用的一维玻色-爱因斯坦凝聚体中亮孤子碰撞引起的呼吸动力学。这种呼吸现象与偶极效应引起的碰撞后孤子的短暂吸引密切相关。孤子的初始相位差导致了碰撞后的非对称动力学,表现在它们的呼吸幅度、呼吸频率和原子数的不同。我们澄清了呼吸频率的不对称性是由原子数的不对称性直接引起的,而不是由初始相位差引起的。此外,呼吸孤子之间的碰撞可以产生新的两次碰撞后呼吸孤子,其呼吸幅度可以调节,并在峰-峰(或倾-倾)碰撞时达到最大(或最小)。
2021-03-05 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Two-dimensional bright and dark-in-bright dipolar Bose-Einstein condensate solitons on a one-dimensional optical lattice
研究了一维光格势场中各向异性、稳定、亮偶极和亮中暗偶极准二维玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)孤子的静态和动力学性质.这些孤子在垂直于一维OL陷阱的平面内运动,可以同时具有排斥和吸引的接触相互作用。明中暗孤子是亮孤子的激发态。孤子,当受到一个小的扰动,表现出持续的呼吸振荡。明中暗孤子可以通过对明孤子进行相位压印而产生。在介质速度下,两个孤子之间的碰撞是准弹性的,数值模拟了偶极$^{164}$ Dy BEC的三维平均场Gross-Pitaevskii方程,利用实际的相互作用参数证明了结果.
2016-06-13 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Stable three-dimensional spinning optical solitons supported by competing quadratic and cubic nonlinearities
我们表明,在一个散装色散介质中的基波和二次谐波的二次相互作用,结合自散焦立方非线性,产生完全本地化的时空孤子(涡环)与涡度S=1。这些孤子的存在不需要阈值。当能量超过某个临界值时,它们对小扰动是稳定的,稳定区域约占孤子存在区域的10%。我们还证明了s=1的孤子是稳定的,对非常强的扰动最初添加到他们。然而,与相同模型中的空间涡旋孤子相反,s=2的时空孤子是不稳定的。
2002-06-07 nlin.PS
Dynamics of two-dimensional coherent structures in nonlocal nonlinear media
本文研究了空间非局域介质中单柱对称孤立子结构和偶极孤立子分子的稳定性和动力学性质。对孤子、涡旋孤子和偶极孤子的主要性质进行了解析和数值研究。涡旋和高阶孤子在低于某一临界功率时表现出横向破缺的方位不稳定性。通过线性稳定性分析和直接数值模拟,我们找到了涡旋孤子稳定的阈值。高阶孤子,其中有一个中心峰和一个或多个周围的环,也被证明是稳定的非局域非线性介质。使用直接数值模拟,我们发现一类径向不对称,偶极类孤子,并表明,在足够高的功率,这些结构是稳定的。
2006-02-08 nlin.PS
Stable matter-wave soliton in the vortex core of a uniform condensate
我们证明了在均匀非偶极凝聚体的涡旋核中存在稳定的、可动的偶极或非偶极三维物质波孤子。对于强偶极孤子,所有种内和种间的接触相互作用都是排斥的。对于弱偶极或非偶极孤子,孤子中的种内接触相互作用对形成紧凑孤子是有吸引力的。孤子可以沿着涡核以恒定的速度传播而不发生任何变形。两个这样的孤子在中等速度下发生准弹性碰撞。我们说明的结果使用现实的相互作用在一个平均场模型的二进制$^{87}$ Rb- $^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb- $^{164}$ Dy系统。
2015-06-23 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Cross-symmetric dipolar-matter-wave solitons in double-well chains
我们考虑一个偶极玻色-爱因斯坦凝聚体被囚禁在一个双阱系统中,系统的偶极相对于系统的轴具有任意的取向。该系统可以被构建为一个由排斥激光片切成两个平行晶格的局部陷阱链。它是由一对耦合离散Gross-Pitaevskii方程,偶极偶极自我和交叉相互作用。当偶极子极化方向不垂直于晶格或不平行于晶格时,交叉相互作用是不对称的,取代了常见的对称双分量离散孤子,形成了两种新的交叉对称双分量离散孤子,分别为原位中心和非原位中心,它们受偶极子取向和平行晶格间距的影响很大.在场内和场外族之间的边界处发现了一个非常狭窄的中间非对称离散孤立子区域。构造了$\mathcal{PT}$ %对称系统中的两种不同类型的孤子,并确定了它们的稳定区域。
2017-03-11 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Symmetry breaking in dipolar matter-wave solitons in dual-core couplers
研究了偶极玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)在具有偶极-偶极相互作用(DDI)和核间跳跃的双核系统中形成的孤子的自发对称性破缺(SSB)效应.介绍了这种物质波耦合器的两种实现方式:弱耦合和强耦合。前者是基于两个平行的管状陷阱,而后者是由一个单一的管道被外部场切成平行的层。偶极子沿着管道的轴线定向。在这些系统中,双核孤子的特点SSB的超临界型和亚临界型,分别。对称和非对称孤子的稳定区域被确定,此外,对于非分叉反对称的,以及对称的平坦状态,这也可能是稳定的强耦合系统,由于吸引力和排斥力之间的竞争内和核间DDI。也考虑了接触相互作用的影响。运动的非对称孤子之间的碰撞在弱对称系统的功能弹性反弹,合并成一个单一的呼吸,并通过伴随着激发的孤子的固有振动,小,中,大碰撞速度,分别。一个PT对称版本的弱耦合系统也被简要考虑,这可能是相关的物质波激光器。确定了PT对称孤子和反对称孤子的稳定边界。
2012-12-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Solitons in Tonks-Girardeau gas with dipolar interactions
本文报道了偶极-偶极相互作用下Tonks-Girardeau(TG)气体模型中亮孤子的存在性。控制方程为五次非线性薛定谔方程(NLSE),其中非定域立方项解释了DD吸引。在参数空间(偶极矩和原子数)的不同区域,物质波孤子具有平顶或类牛顿形状。对于平顶态,NLSE与当地的五阶(CQ)的非线性被证明是一个很好的近似。具体的动力学效应进行了研究,假设DD相互作用的强度是斜升或下降到零。观察到在DD引力增强作用下,气体收缩中暗孤子对的产生。暗孤子表现出类似粒子的碰撞行为。偶极孤子在TG气体中的特殊性突出的NLSE包括本地CQ条款的比较。研究了孤子间的碰撞。在许多情况下,由于孤子之间的强吸引力,碰撞导致孤子合并成呼吸子。
2009-07-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Two-dimensional solitons in dipolar Bose-Einstein condensates with spin-orbit coupling
报道了自旋偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的二维复合孤子族,其中两个局域分量通过自旋-轨道耦合(SOC)线性混合,而内禀非线性由面内极化的原子磁矩与外磁场之间的偶极-偶极相互作用(DDI)表示.最近,在结合SOC和接触吸引相互作用的二维系统中,稳定的孤子被预测为\textit{semi-vortices}(由耦合的基本分量和涡旋分量构成的复合物)的形式。取代后者的各向异性长程DDI,我们证明,对于一个固定的范数的孤子,系统支持一个稳定的空间非对称涡旋孤子(AVS)的\emph{continuous family},参数化的涡旋分量相对于其基本对应的枢轴的偏移。偏移量受某个最大值的限制,而AVS的能量实际上不取决于偏移量。在较小的范数值下,涡旋孤子具有弱的振荡不稳定性。在本系统中,伽利略不变性被SOC打破,复合孤子被踢的强度超过一定的脱钉值的运动。被踢孤子具有负的有效质量,沿与踢的方向相反的螺旋轨迹漂移。还发现了一个临界角速度,在这个临界角速度下,半涡旋可以跟随极化磁场旋转。
2016-01-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Vortical and fundamental solitons in dipolar Bose-Einstein condensates trapped in isotropic and anisotropic nonlinear potentials
我们预言了在具有排斥偶极-偶极相互作用(DDI)的偶极玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中存在稳定的基本亮孤子和涡旋亮孤子。凝聚体被困在二维平面的排斥接触相互作用的帮助下,其局部强度增长$\sim r^{4}$从中心到周边,而偶极子是垂直于自陷平面。垂直方向上的限制由通常的谐振子势提供。我们的目标是扩展最近引起的概念的明孤子和孤立涡的自陷的赝势,这是由从中心到外围的强度增长的排斥本地非线性引起的,当捕获机制与远程排斥DDI竞争的情况下。另一个目的是推广对各向异性非线性赝势中椭圆涡旋和孤子的分析。利用变分近似和数值模拟,我们构造了具有涡旋性的自陷模族$\ell =0$(基本孤子)、$\ell =1$和$\ell =2$ .在各向异性赝势的偏心率达到各自的临界值之前,含有$\ell =1$的基本孤子和涡旋都是稳定的。含$\ell =2$的旋涡仅在各向同性模型中是稳定的。
2013-08-02 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Bright solitons in quasi-one dimensional dipolar condensates with spatially modulated interactions
我们介绍了偶极原子或分子的凝聚体的模型,其中偶极-偶极相互作用(DDI)在空间中被周期性地调制,由于永久偶极的局部取向的周期性变化,由外部场的相应结构施加(必要的场可以创建,特别是通过磁晶格,这是可用于实验)。该系统代表了一个实现的非局部非线性晶格,它有可能支持各种空间模式。利用数值方法和变分近似,构造了该系统中的一维亮孤子,并研究了其稳定性。在大多数情况下,VA提供了良好的精度,并正确地预测稳定性的Vakhitov-Kolokolov(VK)的方式准则。结果表明,周期调制可以破坏在无调制DDI情况下存在的孤子,而在其他情况下可以产生稳定的孤子,但在无调制情况下没有得到证实。不稳定孤子通常会转变为持续的局域呼吸子。孤子通常是移动的,它们之间的非弹性碰撞导致振荡的局域模。
2013-06-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Symmetric and asymmetric solitons in dual-core couplers with competing quadratic and cubic nonlinearities
我们考虑一个双芯空间域耦合器的模型,其中χ ^(2)和χ ^(3)非线性作用在两个平行的芯中。我们在具有自散焦χ ^(3)项的系统中构造了对称和非对称孤子族,并检验了它们的稳定性。从对称孤子分支到非对称孤子分支,再回到对称孤子分支的过程是通过一个分叉环实现的。一对稳定的非对称分支出现的对称家庭通过超临界分岔,最终,非对称分支合并回到对称的一个通过反向分岔。循环的存在可以通过扩展的χ ^(2)相互作用级联近似来解释,该近似考虑了χ(3)相互作用的XPM部分。当核间耦合较弱时,分叉环呈凹形,非对称分支在转折点处失去稳定性。除了由基频(FF)和二次谐波(SH)分量构成的双色孤子外,在自聚焦χ ^(3)非线性的情况下,我们还考虑了单色孤子,它们只包含SH分量,但可能受到FF扰动的不稳定性的影响。非对称单色光孤子总是不稳定的,而对称单色光孤子只要不与双色光孤子共存,则是稳定的。研究了倾斜孤子间的碰撞。
2013-05-21 nlin.PS
Metastable soliton necklaces supported by fractional diffraction and competing nonlinearities
我们证明了分数阶五阶非线性薛定谔方程,其特征在于它的Lévy指数,保持环形孤子团(“项链”)携带轨道角动量。在各自的光学设置中,它们可以被构建为由涡旋相位场连接的基本孤子的圆形链。我们半解析地预测,亚稳态项链形集群持续存在,对应于集群中相邻孤子之间的相互作用的有效势的局部最小值。系统的模拟证实,集群保持强大的非常大的传播距离,即使在存在强随机扰动。
2020-10-24 nlin.PS physics.optics
Stability of two-dimensional spatial solitons in nonlocal nonlinear media
讨论了具有空间非局域非线性响应介质中二维孤子的存在性和稳定性。我们表明,这样的系统,其中包括热非线性和偶极玻色-爱因斯坦凝聚体,可以支持各种固定的本地化结构-包括旋转的空间孤子。我们还表明,这些结构的稳定性严重依赖于非局部响应函数的空间分布。
2006-03-07 nlin.PS
Dipolar matter-wave solitons in two-dimensional anisotropic discrete lattices
数值模拟了强各向异性光晶格中圆盘状偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的二维物质波孤子.所考虑的OL是正方形晶格,可以通过干涉两对具有不同强度的平面波形成。在正交方向上,相邻两个晶格之间凝聚体的跳跃速率不同,从而形成线性各向异性系统。我们发现,当偶极子的极化方向平行于圆盘平面且方向相同时,线性各向异性和非局域非线性各向异性的综合作用强烈地影响着晶格孤子的形成和动力学行为。特别地,当这些组合效应达到平衡时,发现了各向同性模式孤子(IPS)。通过系统的仿真研究了IPS的运动、碰撞和旋转。我们进一步发现,这些IPS可以自由移动的二维各向异性离散系统,从而产生各向异性的有效质量。四种类型的IPS之间的冲突被确定。通过将外部磁场旋转到临界角速度,IPS仍然可以保持局部化并发挥呼吸作用。最后,讨论了考虑接触/局部非线性时,线性和非局部非线性各向异性的综合影响。
2016-05-05 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Two-dimensional dipolar gap solitons in free space with spin-orbit coupling
本文研究了在自由近二维空间中,在自旋轨道耦合的偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中产生的带隙孤子(GS),其大小为$a_{\perp }$,在第三个方向上,受到紧约束.对于准2D图案,与横向尺寸$l\gg a_{\perp }$,在相应的旋量Gross-Pitaevskii方程中的动能项可以被忽略,与SOC相比。这引起了在系统的光谱中的带隙,在旋量分量之间的塞曼分裂的存在下。在偶极-偶极相互作用(DDI)的作用下,虽然本系统在接触相互作用下不产生二维孤子,但在两个分量中均存在涡度为$0$和$1$的稳定间隙孤子(GS).也就是说,各向同性和各向异性的2D GS时,得到的偶极子极化,分别垂直或平行于2D平面。GS族作为\textit{embedded solitons}(ES)扩展到谱带中,ES分支的一部分对于各向同性孤子是稳定的。如果包含与DDI符号相反的竞争接触相互作用,则GS保持稳定,而添加具有相同符号的接触项会使GS不稳定,首先用呼吸子取代它们,并最终导致孤子的破坏。研究了高斯孤子的迁移率和碰撞,分别揭示了各向同性孤子和各向异性孤子的负有效质量和正有效质量。
2017-06-02 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Multipole solitons in competing nonlinear media with an annular potential
本文研究立方–五次方竞争非线性介质中环形势支持的多极孤子,揭示两分支孤子族的稳定性随波瓣数的变化规律,并证明相位力矩可驱动其稳定旋转。
2023-11-03 nlin.PS physics.optics
Nonlinear localized modes in dipolar Bose-Einstein condensates in optical lattices
本文用解析和数值方法研究了加载到深光晶格中的偶极BEC中的调制不稳定性和离散物质波孤子。研究了偶极非线性晶格中非线性平面物质波的调制不稳定性过程,建立了不稳定区域。解析分析了体离散孤子的存在性和稳定性,并通过数值模拟得到了证实。与通常的DNLS行为(无偶极相互作用)形成鲜明对比的是,我们发现了一个区域,其中两个基本模式同时不稳定,允许在大的范数值下增强整个晶格的迁移率。为了研究表面离散孤子的存在性和性质,对二聚体结构进行了分析。研究了对称模和反对称模的性质,包括稳定性图和分岔。对于块体介质的情况下,基本的现场和站点间的本地化模式的属性进行了分析。现场和现场间的表面本地化模式进行了研究,发现它们不存在时,非本地相互作用占主导地位的本地的。
2011-06-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dipolar bright solitons and solitary vortices in a radial lattice
稳定高拓扑荷S的涡旋孤子是光学、玻色-爱因斯坦凝聚等领域的一个具有挑战性的问题。为了开发一种新的方法来解决这个问题,我们考虑了一个二维偶极BEC的作用下的轴对称径向周期晶格势,$V(r)\sim \cos (2r+δ)$,与垂直于系统的平面,从而产生各向同性排斥偶极-偶极相互作用(DDI)的偶极矩极化。考虑了两种径向晶格,分别为$δ=0$和$π$,即,分别在$r=0$处的潜在最大值或最小值。具有$S=1$和$S\geq 2$的涡旋间隙孤子(GS)族在本系统中(至少在$S=11$之前)是完全稳定的,它们被捕获在径向势的不同环形槽中,而后者在其他情况下通常是不稳定的。在足够远的分离槽中,具有不同PDMATHAMT的涡旋孤子可以稳定共存。还发现了具有$S=0$的基本GS。在$δ=0$的情况下,基本孤子是环形模式,在$r=0.$处具有局部最小值。在$δ=π$处,它们在中心处放置密度峰。
2017-11-02 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Optical Solitons in PT-symmetric Potentials with Competing Cubic-Quintic Nonlinearity: Existence, Stability, and Dynamics
我们解决的光学孤子的性质,形成在竞争介质中的五阶非线性和宇称时间(PT)对称的复值外部势。该模型描述了孤子在增益和损耗平衡的非线性光波导中的传输。我们研究了在这个PT对称系统中的基本,偶极和多极定态解的存在性,稳定性和鲁棒性。相应的本征值谱图的基本,偶极,三极和四极孤子。我们发现,本征值谱图的基本和偶极孤子合并在一个聚结点WC 1,而相应的图的三极和四极孤子合并在一个更大的聚结点WC 2。在这两个合并点之外,即,当增益-损耗强度参数W 0超过相应的聚并点时,本征值谱不再存在。通过线性稳定性分析研究了固定解的稳定性,并通过直接数值模拟检查了这些固定解对传播的鲁棒性。
2018-04-08 nlin.PS physics.optics
Asymmetric soliton mobility in competing linear-nonlinear PT-symmetric lattices
研究了竞争宇称时间对称线性和非线性晶格中空间孤子的横向迁移率。异相线性和非线性晶格之间的竞争导致在孤子能量范围内迁移率的急剧增强。我们表明,在这样的范围内,即使是一个小的虚部的线性势的增加,使孤子迁移率强烈不对称。在与内部电流方向相反的方向上,将孤子设置为穿过晶格的无辐射运动所需的最小相位倾斜下降到几乎为零,而在相反方向上的运动所需的最小相位倾斜显著增加。对于一个给定的初始相位倾斜,孤子的运动速度随着平衡增益/损耗的增加而增加。在这种增强的迁移率的制度,倾斜孤子可以有效地拖动其他孤子,最初是在休息,形成移动孤子对。
2016-08-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Stabilization of solitons under competing nonlinearities by external potentials
我们报告的分析结果的家庭的一维(1D)被困孤子,竞争自聚焦(SF)五次和自散焦(SDF)三次非线性项。两个捕获势被认为是,谐波振荡器(HO)和δ功能的。该模型适用于胶体波导和其他光子介质中的光孤子,以及加载到准一维陷阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中的物质波孤子。对于HO势,采用变分近似和T-Fermi近似(VA和TFA)得到了近似形式的结果,并给出了完整的数值形式,包括基态和第一反对称激发态。对于Delta函数吸引势,结果以完全解析的形式给出,并通过数值方法进行了验证。指数局域孤子和弱局域捕获模式被发现的δ功能的潜力。最重要的结论涉及竞争的Vakhitov-Kolokolov(VK)和反VK标准的适用性,以确定下的竞争SF和SDF条款的作用下产生的孤子的稳定性。
2014-11-25 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Discrete Solitons in the Salerno Model with competing nonlinearities
考虑了一个结合了位内自聚焦和位间自散焦立方项的晶格方程(Salerno模型),它可以描述一个强周期势阱中的偶极原子的玻色-爱因斯坦凝聚体.在连续近似下,该模型在有限的频带内产生孤子,在一个边缘附近有sechlike孤子,在另一个边缘有精确的峰子解。在离散系统中也发现了一个类似的孤子族,其中包括一个峰值;在峰值之外,孤子族以尖点的形式继续存在。晶格孤子的稳定性进行了探讨,通过计算的特征值的小扰动,并通过直接模拟。一小部分的家庭是不稳定的(在这种情况下,离散孤子转化为强大的脉冲声激发),峰和尖点都是稳定的。Vakhitov-Kolokolov判据精确地解释了正则孤子和峰子的稳定性,但不适用于尖点。构造了孤子的同相和异相束缚态。它们在束缚孤子为峰值的点交换稳定性。移动孤子,由一个移动的核心和背景,存在的临界值的强度的自散焦站间的非线性。碰撞的孤子总是合并成一个脉冲。
2006-03-23 cond-mat.soft nlin.PS
Management of solitons in medium with competing cubic and quadratic nonlinearities
研究了二次和三次非线性介质中孤子的管理问题。两个计划,使用快速调制的失配参数,克尔非线性参数进行了研究。对于这两种情况,平均的时间波动方程推导。在失配管理的情况下,稳定的参数的区域是可能的。在克尔非线性管理的情况下,它表明,有效的$χ^{(2)}$非线性依赖于基本(FH)和二次(SH)谐波之间的强度不平衡。从平均方程得到的预测证实了全偏微分方程的数值模拟。
2022-12-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Gap solitons under competing local and nonlocal nonlinearities
我们分析了一维带隙孤子(GS)的存在性,分叉和形状变换的第一个有限的带隙诱导的周期性电位内置到材料的局部自聚焦和非局部自散焦非线性。引入非局域自散焦非线性,使得原本稳定的现场GS模在带隙上沿附近变得不稳定。不稳定的场外GS分叉成一个新的分支具有单峰,双峰,平顶模式,由于本地和非本地非线性之间的竞争。复杂的分叉模式和截断效应(终止一些分叉分支)的机制说明在不同程度的非局部性的作用下的形状变换。这项工作的结果表明,光信号处理的竞争非本地和本地非线性的可能性。
2011-05-09 nlin.PS physics.optics
Vector solitons in nonlinear lattices with competing SPM and XPM terms
Guangzhou Maritime University(广州航海学院);Tel Aviv University(特拉维夫大学);Universidad de Tarapacá(塔拉帕卡大学);Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering(霍里亚·胡利贝伊国家物理与核工程研究所)
本文研究具有竞争SPM和XPM项的非线性晶格中的矢量孤子,发现可支持基态和混合态两类孤子,且除小传播常数窄区间外均稳定。
2026-10-02 nlin.PS physics.optics
Spatial solitons under competing linear and nonlinear diffractions
我们引入了一个一般模型,该模型通过与线性衍射竞争的非线性衍射项来扩充一维非线性薛定谔(NLS)方程。新的条款包含两个不可约的参数,并承认一个自然的光学介质形式的哈密顿表示。该方程可作为非线性光子晶体中超准直点附近空间孤子的模型。在此模型的框架下,详细分析了基本孤立波,包括变分近似(VA),精确的解析结果,和系统的数值计算。Vakhitov-Kolokolov(VK)准则被用来精确地预测孤子的稳定边界,这是在一个精确的分析形式,以及波可能拥有的最大总功率(范数)。超过临界点,观察到崩溃效应,由适当的扰动引起。利用直接数值模拟的方法研究了两束完全相同的平行孤立光束之间的相互作用。结果表明,随着非线性衍射强度的增加,同相孤子会合并成强脉冲或坍缩脉冲。
2012-02-06 math-ph math.MP nlin.PS
Vortex gap solitons in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates with competing nonlinearities
在忽略通常的动能的情况下,研究了具有自旋轨道耦合项(SOC)、塞曼分裂项(ZS)以及竞争的三次和五次非线性项的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中满涡隙孤子(FVGS)的形成和动力学.不同于先前的SOC系统,其中只有半涡可以是稳定的,其中涡量由单个分量携带,本系统支持稳定的FVGS状态,其中涡量存在于两个分量中(这样的状态在这里被称为全涡孤子,以强调与半涡的差异)。它们占据了系统线性光谱中的带隙。在三次自吸引和五次排斥的情况下,带隙顶部附近存在稳定的正有效质量的FVGS。相反,具有立方自排斥和五次吸引的系统在带隙底部附近产生具有负质量的稳定的FVGS。研究了具有不同拓扑电荷的FVGS的迁移率和碰撞。
2022-10-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Stabilization of higher-order vortices and multi-hump solitons in media with synthetic nonlocal nonlinearities
研究了高阶激发态,如涡旋孤子和多峰孤子,在具有不同非局域横向尺度的合成、竞争聚焦和散焦非线性的非局域介质中的演化。结果表明,引入适当的竞争效应,可以使拓扑荷m>2的涡旋孤子以及峰数p>4的一维多峰孤子稳定化,这些孤子在具有聚焦非线性的自然非局域介质中都是高度不稳定的.
2008-12-02 nlin.PS physics.optics
Solitons in a discrete model of chiral liquid crystals with competing interactions
手性液晶表现出面内自发极化,然而在它们的近晶相中,主要的序参量是与围绕平行于指向矢的长分子轴的分子旋转相关的倾斜矢量。分子的旋转导致了几个不同的阶段,其中畴壁织构与一个扭曲的孤子轮廓。在这项研究中,畴壁的形成近晶手性液晶进行了分析,重点是伊辛型对称和反对称最近邻相互作用之间的竞争,和一个面内电场。结果发现,反对称的分子间相互作用,这是手性的起源,增加在中等强度的电场的$y$组件的畴壁中的扭结结构的宽度。增加电场中的$x$分量会产生孤子形成的不稳定条件,而与对称和手性分子间相互作用的大小无关。通过对单扭结孤子所受Peierls应力的估计,讨论了离散分子链中单扭结畴壁结构的稳定性条件。结果表明,手征性降低了Peierls-Nabarro势垒,从而增加了在离散介质中的单扭结结构的寿命。
2018-05-28 cond-mat.soft nlin.PS
Two-dimensional matter-wave solitons and vortices in competing cubic-quintic nonlinear lattices
非线性晶格-一类新的非线性周期势-最近被引入,以产生各种非线性局域模。在克尔介质中,几次试图稳定二维孤子以防止其本征临界坍缩的尝试都失败了。在这里,我们提供了一种可能性,支持二维物质波孤子和漩涡在一个扩展的设置--立方和五次模型--通过引入另一个非线性晶格,其周期是可控的,可以从它的立方对应不同,其五次非线性,从而使一个完全的“非线性准晶体”。基于高斯变分近似的基本孤子,特别是,他们的稳定性完全遵循逆\textit{Vakhitov-Kolokolov}稳定性准则,而涡旋孤子只通过数值方法进行了研究。给出了两类局域模--基孤子和涡旋孤子--的稳定区域。这些定域解的一个显著特点是,只有当五阶非线性晶格的周期与三阶晶格的周期相同或五阶非线性为常数时,涡旋孤子才是稳定的,而稳定的基孤子可以在较宽松的条件下产生.我们的物理模型(五阶模型)是在Gross-Pitaevskii方程(GPE)或非线性薛定谔方程的框架内,因此预测的局域模可以在玻色-爱因斯坦凝聚体和具有可调三阶和五阶非线性的非线性光学介质中实现。
2017-06-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
A magic tilt angle for stabilizing two-dimensional solitons by dipole-dipole interactions
在Gross-Pitaevskii方程的框架下,研究了偶极玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中有效二维孤子的形成和稳定性,其中偶极矩相对于系统平面的法线方向成任意角度$θ$.利用数值方法和变分近似,我们证明了在$θ^{\text{cr}}<θ\leq π/2$区间内,偶极-偶极相互作用(DDI)可以使接触吸引相互作用产生的不稳定的Townes孤子完全稳定(具有各向异性的形状).稳定性边界$θ^{\text{cr}}$弱依赖于DDI的相对强度,保持接近“魔角”$θ_{m}=\arccos \left( 1/\sqrt{3}\right) $。结果表明,DDI提供了一个通用的机制,在更高的维度稳定的BEC\孤子的创建。
2017-10-18 nlin.PS
Two-dimensional solitons and quantum droplets supported by competing self- and cross-interactions in spin-orbit-coupled condensates
研究了自旋轨道耦合(SOC)和自相互作用与交叉相互作用符号相反作用下旋量玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中的二维物质波孤子.如果两个分量之间的交叉相互作用是吸引的,而每个分量中的自相互作用是排斥的,则可以得到稳定的混合模(MM)型二维两分量孤子。在相反的情况下,在相互竞争的自吸引和交叉排斥作用下,形成稳定的半涡旋型孤子。孤子存在的总范数值低于崩溃阈值。此外,在排斥性自相互作用和组元间吸引的情况下,如果在耦合的Gross-Pitaevskii方程的基础系统中将超出平均场的Lee-Huang-Yang(LHY)项添加到自排斥中,则可以创建稳定的二维自陷模,其可以被认为是量子滴(QD)。稳定的量子点的MM型,一个大的尺寸与各向异性的密度分布,存在与任意大的值的规范,作为LHY条款消除崩溃。系统地研究了SOC项对量子点特性的影响。我们还讨论了量子点的存在性和稳定性的情况下,SOC与混合Rashba和Dresselhaus条款,这使得量子点的密度分布更各向同性。因此,量子点的自旋轨道耦合的二元BEC中的第一次在本工作中进行了研究。
2017-11-30 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Stability and Interaction Dynamics of Solitons in Spatially Engineered High-Order Nonlinear Media
Hanoi National University of Education(河内国家师范大学);Hanoi University of Science and Technology(河内科技大学);Hong Duc University(鸿德大学);Phenikaa University(菲尼亚卡大学);University of Warsaw(华沙大学)
本文用变分与混合变分近似研究空间工程CQ非线性波导中的孤子稳定性及碰撞动力学,揭示两类特征曲线和四种碰撞结果,以低计算成本有效描述复杂孤子相互作用。
2026-09-23 nlin.PS
Two-dimensional nonlocal multisolitons
研究了非局域非线性介质中二维亮孤子的束缚态。这些多孤立子结构的一般性质和稳定性的分析和数值研究。我们已经发现,一个稳定的束缚态的相干非旋转和旋转孤立子结构(方位角)可以存在高于一定的阈值功率。在有限的光束功率范围内,偶极非旋转多孤子是稳定的。如果波束功率超过某个阈值,则方位角是稳定的。三个或四个非旋转孤子的束缚态似乎是不稳定的。
2006-08-15 nlin.PS
Quantum droplets of quasi-one-dimensional dipolar Bose-Einstein condensates
超冷偶极液滴已经在一系列突破性的实验中实现,其中液滴状态的稳定性归因于以著名的李-黄-杨(LHY)校正形式的超平均场效应。我们仔细检查偶极液滴状态在一维上下文中使用的分析和数值方法相结合,并确定实验可行的参数,以访问我们的研究结果,为未来的实验。特别是,我们确定制度的稳定性限制的几何形状,发现多个旋转不稳定性以及支持准一维液滴状态的区域。通过对液滴施加相互作用猝灭,诱导调制不稳定性并产生多个液滴,以及明亮的孤子和原子辐射。我们还评估了液滴的鲁棒性碰撞,揭示人口转移和液滴裂变。
2020-11-19 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Mobility of solitons in one-dimensional lattices with the cubic-quintic nonlinearity
本文研究了含五阶非线性现场项的离散非线性薛定谔(DNLS)方程中局域模的迁移率区域。利用变分近似(VA),通过比较有效动能和相应的Peierls-Nabarro(PN)势垒,预测了踢出离散孤子允许前进运动的最大孤子总功率.该预测是新颖的DNLS模型与非线性的唯一的非线性,表现出合理的协议与数值结果。小的自聚焦五次项迅速抑制了迁移率。在三次自聚焦和五次自散焦项之间的竞争的情况下,我们确定奇,偶基本模式交换其稳定性,涉及中间不对称模式的参数区域。在这种情况下,稳定的孤子可以通过踢动来运动,从而使它们通过PN势垒。不稳定孤子自发地开始振荡或渐进运动,如果它们分别位于,低于或高于一个迁移率阈值。在竞争非线性框架下,研究了运动离散孤子间的碰撞。
2013-09-17 nlin.PS
Formation of quasi-solitons in transverse confined ferromagnetic film media
利用时间分辨和空间分辨布里渊光散射技术,观察到亚铁磁薄膜纵向磁化条纹中准二维自旋波波形的形成。在线性制度,它被发现,限制降低了附近的横向条纹边缘的动态磁化的幅度。因此,所谓的动态磁化的有效偶极钉扎发生在边缘处。在非线性区,观察到一种新的稳定的自旋波包沿波导结构传播,横向不稳定性和与波导侧壁的相互作用都是重要的。脉冲演化的实验和数值模拟表明,所形成的波形的形状和它们的行为的强烈影响的约束。
2007-03-31 nlin.PS
Self-Organized Stabilization of Straight Dark Solitons in Stripe Supersolids
University of Electro-Communications(电气通信大学)
理论证明准二维偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性长程相互作用可稳定直线暗孤子,条纹超固体序增强钉扎并抑制横向不稳定性。
2026-06-25 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Propagation properties and stability of dark solitons in weakly interacting Bose-Bose droplets
基于广义 Gross-Pitaevskii 方程研究一维两分量 Bose 系统中暗孤子,揭示两族孤子解(含反常色散分支)的稳定性与临界速度,证实灰色反常孤子可作为量子液滴的激发态存在。
2023-10-10 cond-mat.quant-gas nlin.PS
One-dimensional gap solitons in quintic and cubic-quintic Fractional nonlinear Schrödinger equations with a periodically modulated linear potential
竞争的非线性,如三次(克尔)和五次非线性项的强度是相反的符号(非线性前面的系数),存在于各种物理介质中(特别是在光学和物质波介质中)。在标准非线性薛定谔方程中,自聚焦立方非线性和自散焦五次非线性之间的良性竞争(称为自聚焦五次模型)在D维局域结构的产生和稳定中起着重要作用.我们将一个外部周期势(线性晶格)引入到这个模型中,并将其推广到近年来开始出现的空间分数阶情形--非线性分数阶薛定谔方程(NLFSE),从而得到了五阶或纯五阶NLFSE,并研究了其中自陷模的传播和稳定性。发现了两种一维局域间隙模,包括基模间隙孤子和偶极模间隙孤子。采用基于线性稳定性分析和直接数值模拟的方法,我们得到了所有局域模的稳定区域,特别地,反Vakhitov-Kolokolov准则适用于仅五阶非线性项和竞争五阶-五阶非线性项框架中产生的孤子族的稳定部分.
2019-09-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Excited states of two-dimensional solitons supported by the spin-orbit coupling and field-induced dipole-dipole repulsion
最近发现,在自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)中,半涡旋和混合模孤子的激发态是不稳定的。我们证明了一种可能性,以稳定这样的激发态的设置基于排斥偶极-偶极相互作用引起的极化场,定向垂直于平面中的偶极BEC被困。假设场强沿径向方向$\sim $ $r^{4}$增长。半涡旋孤子的激发态在其两个分量中具有涡旋度$S$和$S+1$,每个都是角动量的本征态。它们在高达$S=5$时完全稳定。混合模孤子的激发态具有相互交织的项链结构,两个分量的角动量的分数值相反。如果它们是由主角谐波$\pm S$和$S\leq 4$构成的,则它们是稳定的。系统地分析了这两类未知高阶孤子的特性和稳定性。它们的特征尺寸为$\sim 10$ $\mathrm{μ}$ m,原子数为$\lesssim 10^{5}$
2018-01-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics