Characteristic quantities for nonequilibrium Bose systems
本文讨论了哪些特征量可以量化玻色系统的非平衡态。在这些量中，考虑了以下量：有效温度、菲涅耳数和马赫数。通过研究振荡阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体，可以区分出八种不同的非平衡态：弱非平衡态、涡芽、涡环、涡线、变形涡、涡湍流、颗粒湍流和波湍流。非平衡态的实验和建模通过求解非线性薛定谔方程。
2020-07-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Strongly nonequilibrium Bose-condensed atomic systems
一个被囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体，在强扰动下，表现出几种空间结构。首先，出现了量子涡旋。增加注入能量的量导致形成代表量子涡旋湍流的涡旋缠结。持续的能量注入使系统受到强烈的扰动，涡旋被破坏，并发展出另一种具有本质上不均匀空间密度的空间结构。这些结构由高密度液滴或颗粒组成，周围是低密度区域。水滴随机分布在空间中，它们可以移动;然而它们的寿命足够长，可以被视为一种亚稳态生物。这种结构已被观察到的非平衡囚禁玻色气体的$^{87}$ Rb受到的振荡扰动调制的捕获势的作用。更强烈地扰动系统将液滴结构转化为波湍流，其中玻色凝聚被破坏。数值模拟结果与实验结果吻合较好。
2015-06-03 cond-mat.quant-gas
Bound solitonic states in trapped multidimensional Bose-Einstein condensates
本文研究了简谐囚禁标量玻色-爱因斯坦凝聚体中多维束缚孤子态的存在性和稳定性。它们的平衡分离，作为一个措施的强度的孤子孤子或孤子涡涡相互作用，提供了不同的化学势$μ$。在中等（排斥）粒间相互作用强度范围内，静态束缚暗孤立子在细长凝聚体中是动态稳定的。在此范围之外，平面孤子的时间演化过程中表现出蛇形不稳定性，并衰减为非定常涡旋态。在低的$μ$下，可以观察到孤子和涡旋的后续动力学复发。在平衡态下，束缚暗孤子的分叉是束缚孤子涡旋。其中，两个开放和两个环涡线被证明存在与反向和同向旋转的稳态速度场。后者的流动配置演变，高化学势，成一个固定的3D链形涡和三个涡antivortex涡环序列，逮捕，否则增加角动量或线动量分别。作为分叉涡旋态的一个共同特征，它们的激发谱呈现出具有相关振荡动力学的不稳定模式。
2018-10-15 cond-mat.quant-gas
Dynamical Transitions in Trapped Superfluids Excited by Alternating Fields
本文综述了受交变场作用的非平衡陷俘玻色-爱因斯坦凝聚系统中的动力学转变，重点分析了内部 Josephson 效应及其丰富的动力学行为，并指出强非共振激发可产生多种非平衡态。
2025-09-14 cond-mat.quant-gas
Nonequilibrium quantum dynamics of partial symmetry breaking for ultracold bosons in an optical lattice ring trap
环上的玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋对量子猝灭的响应表现为从均匀晶格到双周期晶格的部分对称破缺。无论是宏观尺度的电流，还是微观尺度的保真度，都没有表现出临界行为。相反，对称记忆成功地识别出系统开始忘记其初始对称状态的点。我们进一步确定了低激发态激发态的对称性能量差，它与对称性记忆有关。
2019-02-13 cond-mat.quant-gas
Phase ordering kinetics of a nonequilibrium exciton-polariton condensate
我们研究了在非共振泵浦极化激元系统中，随着凝聚相的猝灭，涡旋-反涡旋对的湮灭导致的粗化过程。我们发现，晚时间动力学是一个例子，普遍的相序动力学，其特征在于缩放的关联函数的时间。根据系统的参数，特征长度尺度L（t）的演化可以与二维XY模型相同，由动力学指数z \aprox 2和对数校正的幂律或z \aprox 1描述，这与保守超流体的先前研究一致。
2017-02-02 cond-mat.quant-gas
Numerical simulation of nonequilibrium states in a trapped Bose-Einstein condensate
在这篇工作中，我们提出了一个被困的玻色-爱因斯坦凝聚体的数值研究由交变势扰动。相关的物理情况最近已经在实验中实现，其中$^{87}$ Rb的被捕获的凝聚体，被强扰动，表现出一组空间结构。首先，检测到规则的涡流。此外，增加激发振幅或调制时间会导致量子涡旋湍流的转变，然后是颗粒态。数值模拟的非平衡玻色凝聚系统的时间依赖的三维非线性薛定谔方程的静态和动态算法的解决方案的基础上。采用阻尼梯度步和时间分步傅里叶变换方法。我们证明，计算机模拟定性地再现了实验图片，并描述了主要的实验观测。
2015-04-02 cond-mat.quant-gas
Dynamical Phase Transition from Nonequilibrium Dynamics of Dark Solitons
利用全息对偶性，我们发现了一种新的动力学相变，这种相变是由超流中暗孤子的非平衡动力学与温度的关系引起的.对于具有初始暗孤子密度的非平衡超流系统，存在一个临界温度$T_d$，在该温度以上，系统通过产生声波而弛豫到平衡，而低于该值时，它会经历一个具有有限密度的涡旋-反涡旋对的中间相。特别是，当从下面接近$T_d$时，涡对的密度按$(T_d - T)^γ$和临界指数$γ= 1/2$成比例。
2020-01-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Dynamics of elliptical vortices in a trapped quantum fluid
二维量子流体中涡旋的非平衡动力学可以通过考虑涡旋椭圆率与背景流体密度梯度的耦合方式来预测。在不存在非线性相互作用的情况下，可以解析地分析谐波捕获的流体，以表明单个涡流将在与涡流投影本身具有相同取向和纵横比的椭圆轨迹中移动。这允许通过观察其轨迹来估计涡旋椭圆率。分析和数值模拟相结合，然后使用表明，非线性相互作用导致的旋涡取向进动，并再次模仿的椭圆轨迹的进动的旋涡进动率。因此，通过观察涡旋在陷阱中的运动，可以推断出涡旋的椭圆率和进动率。预测和控制局部涡结构和涡轨迹的能力，预计证明是有用的，在设计少涡系统中，椭圆度是一个普遍存在的，尚未利用的功能。
2021-10-26 cond-mat.quant-gas
A damped point-vortex model for polar-core spin vortices in a ferromagnetic spin-1 Bose-Einstein condensate
铁磁自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体在破缺轴对称相中支撑极核自旋涡旋（PCV），这与系统的非平衡动力学密切相关。对于一个纯横向磁化的系统，特纳点涡模型预测，PCV的行为像大质量的带电粒子通过二维库仑势相互作用。我们测试特纳模型的准确性，两个相反的电荷PCV，通过与数值模拟的比较。虽然裸露的特纳模型显示与我们的数值结果的差异，我们发现，一个简单的PCV质量的重新缩放，给出了更好的协议。这可以通过耦合到点涡相空间的外部模式所产生的现象学阻尼来解释。我们还确定了PCV湮灭后产生的激发，这有助于阐明最近的相序结果。我们将特纳模型扩展到系统横向和轴向磁化的情况下，确定一个交叉的标量涡旋动力学增加外部塞曼场。
2020-10-23 cond-mat.quant-gas
Observation of self-patterned defect formation in atomic superfluids -- from ring dark solitons to vortex dipole necklaces
本研究在二维原子超流体中通过淬灭圆形盒势阱实验实现了环暗孤子的产生，观测到其横向不稳定性导致圆形涡旋偶极阵列的图案化形成，并揭示了涡旋解绑、钉扎及稀疏脉冲发射等动力学过程，为研究多维暗孤子和拓扑缺陷开辟了新途径。
2023-09-09 cond-mat.quant-gas
Spontaneous rotating vortex rings in a parametrically driven polariton fluid
我们提出了在参数驱动的量子流体中的自发旋转涡环的理论预测极化激元-耦合量子阱激子和微腔光子的相干叠加。这些环不仅在没有任何旋转驱动的情况下出现，而且在没有捕获势的情况下出现，在一个已知的模型中定量映射到实验中。首先，我们提出了一种新的参数泵计划的极化激元，与圆对称和径向电流，并表征由此产生的非平衡凝聚。我们表明，该系统是不稳定的，通过调制不稳定性的圆对称性的自发破缺，随后出现一个涡环与大净角动量，在两个拓扑结构不同的状态之一旋转。这样的环是坚固的，并携带独特的实验签名，因此它们可以在新一代极化激元器件中找到应用。
2016-06-28 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Trapped Bose-Einstein condensates with nonlinear coherent modes
本文综述了囚禁原子玻色凝聚体中非线性相干模式的产生方法、物理性质及其在物质波干涉、相变类比、原子压缩纠缠和湍流分类等方面的应用，并提出原子激光定向束流的形成方法。
2023-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Dynamics of quantum vortices at finite temperature
在这篇论文中，我们使用经典场形式主义对有限温度简并玻色气体的行为进行了研究，特别关注这些系统中量子涡旋的动力学。我们证明了经典场的相干性可以通过其时间相关性来表征，并讨论了如何从平均场论中出现熟悉的相位对称破缺平均场轨迹。我们表明，一个有限温度的冷凝物包含旋进涡在圆柱对称陷阱可以实现作为一个遍历平衡的经典场论，并证明了识别的旋转破碎的冷凝物轨道和核心填充热分量从字段的相关性。然后，我们考虑的非平衡动力学，结果时，这样的进动涡旋配置受到静态陷阱各向异性逮捕其旋转，并观察新的耦合弛豫动力学的凝聚和非凝聚的组成部分的字段。最后，我们考虑了在初始为零温度的准二维凝聚体中由旋转阱各向异性搅动的涡旋成核。我们量化的出现的旋转热分量的字段，驱动冷凝表面振荡的涡旋成核，并研究最初的湍流收集的涡旋的松弛和旋转平衡。我们发现，该领域的热波动防止从解决成一个刚性的晶格在这个减少的维度的旋涡，并在该领域的真正的凝聚是完全被破坏的无序运动的旋涡。然而，我们发现，该领域的时间相关性区分准相干涡液相中的陷阱中心从真正的热材料在其周边。
2010-11-26 cond-mat.quant-gas
Formation of granular structures in trapped Bose-Einstein condensates under oscillatory excitations
本文对受振荡扰动的囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体的非平衡空间结构进行了实验观察和数值模拟。在实验中，首先出现集体激发，然后出现量子涡旋。增加注入能量的量导致代表量子湍流的涡旋缠结的形成。我们研究了在量子湍流状态之后，随着注入能量的进一步增加，会发生什么。在这样一个强非平衡玻色凝聚态原子系统中，涡旋被破坏，并产生了一种新的空间结构，表现出本质上不均匀的空间密度。该结构提醒雾由高密度液滴或颗粒组成，被低密度区域包围。颗粒在空间中随机分布，它们在那里移动。它们的寿命足够长，可以被视为一种亚稳态对象。这种结构已在$^{87}$ Rb的非平衡态玻色气体中观察到。在这里，我们提出的实验结果，并支持他们的数值模拟。颗粒状或雾状结构与进一步增加注入能量后形成的波浪湍流状态有本质的不同。
2014-07-21 cond-mat.quant-gas
Energy spectra and fluxes of two-dimensional turbulent quantum droplets
本文研究了二维量子液滴在旋转搅动势作用下的湍流能谱与通量，揭示了不同涡旋构型及红外和紫外区域的多标度行为，并识别出直接能量级联，为奇异量子物态的湍流动力学提供了新见解。
2025-01-03 cond-mat.quant-gas
Inelastic Collisions of Solitary Waves in Anisotropic Bose-Einstein Condensates: Sling-Shot Events and Expanding Collision Bubbles
本文从实验和理论上研究了拉长的玻色-爱因斯坦凝聚体中暗孤子条纹的动力学。我们发现，对于我们的实验装置对应的捕获强度，沿紧方向之一的横向约束是不够强，逮捕孤波涡或涡环的形成。这些孤子涡和涡环沿横向积分时，沿纵向表现为暗孤子条纹，从而掩盖了它们的真实性质。后者显着修改碰撞事件期间的相互作用动力学，并可能导致明显的例子，非弹性和可能出现的实验，甚至作为合并的两个暗孤子条纹。我们解释了这一功能的两个孤立子涡的相互作用，导致一个孤立子涡被喷射在一个相对较大的速度弹弓事件。此外，我们观察到膨胀的碰撞泡，其中包括重复的非弹性碰撞的暗孤子条纹对与{ \it增加}的碰撞之间的时间间隔。
2013-08-13 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Entropy Signatures of Collective Modes and Vortex Dynamics in Rotating Two--Dimensional Bose--Einstein Condensates
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）；School of Mathematics, Statistics and Physics, Newcastle University（纽卡斯尔大学数学、统计与物理学院）；Department of Physics, Asansol Girls’ College（阿桑索尔女子学院物理系）；Instituto de Física, Universidade de São Paulo（圣保罗大学物理研究所）；Departamento de Química, Universidad Autónoma Metropolitana - Iztapalapa（墨西哥自治大学伊兹塔帕拉帕化学系）
研究旋转二维玻色气体在对称非谐振笼中的非平衡动力学，利用多配置时间依赖 Hartree 方法分析从无涡旋到多电荷涡旋态的响应，采用信息理论指标量化涡旋动力学的复杂性。
2026-04-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vortex loop dynamics and dynamical quantum phase transitions in 3D fermion matter
本研究针对三维费米子晶格模型，提出格林函数相位中形成的涡旋环数量可作为区分非平衡相的量子化序参量，建立了其与动力学量子相变的关联，验证了弱相互作用下的鲁棒性，为非平衡动力学序参量研究提供新视角。
2024-03-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Ultra-quantum turbulence in a quenched homogeneous Bose gas
本文用经典场方法数值研究了玻色气体在高度非平衡初始条件下演化过程中产生的超流涡旋湍流纠缠的特性和衰减。通过分析涡线密度，能谱和速度关联函数，我们确定，从这种有效的热淬火造成的湍流缺乏相干结构和Kolmogorov标度，这些属性是典型的普通经典流体和超流氦时，由网格或螺旋桨驱动。相反，热淬火湍流具有类似于随机流的特性，更类似于另一种在超流氦中观察到的称为超量子湍流的湍流状态。
2016-07-13 cond-mat.quant-gas
Long-range Ordering of Topological Excitations in a Two-Dimensional Superfluid Far From Equilibrium
本文研究了二维超冷玻色气体在实验可实现的正方形和矩形阱中从含涡旋激发的非平衡初态的弛豫。我们发现，涡气体激发子系统的结果在自发出现的相干超流与非零粗粒涡度场。这种紧急准经典的二维流的流函数是由玻尔兹曼-泊松方程。该方程揭示了描述能量的光谱凝聚的中性涡旋气体的最大熵状态可以根据流是否自发地获得角动量而被分类为流的类型。数值模拟的中性点涡模型和玻色气体的二维Gross-Pitaevskii方程在一个正方形显示，一个大规模的湍流流场与净角动量的出现，是一致的Boltzmann-Poisson方程的预测。这些结果使我们能够在二维量子流体中观察到与二维经典湍流实验中观察到的类似流动具有惊人的相似性的光谱能量凝聚。通过将正方形变形为矩形区域，所得到的最大熵状态切换到具有零净角动量的偶极流场。
2016-05-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Turbulence in exciton-polariton condensates
非平衡凝聚系统，如激子-极化激元凝聚能够支持自发涡旋成核。泵送场的空间不均匀性或/和无序势产生的速度流场可能变得不稳定，以形成涡流。这封信考虑的方式，在相互作用的涡流湍流状态可以创建。它示出，通过组合只是两个泵浦强度，它是可能的创建一个超流湍流状态的分离良好的旋涡，强湍流状态的破坏结构的旋涡，或弱湍流状态，其中所有的相干性的字段丢失和运动是由弱相互作用的色散波驱动。用均匀泵浦代替非均匀泵浦可以得到湍流的衰减。我们表明，无论是在准平衡和湍流衰减过程中存在一个惯性范围占主导地位的四波相互作用的声波。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Kelvin waves in nonequilibrium universal dynamics of relativistic scalar field theories
该研究针对相对论性O(1)标量场论远离平衡的普适动力学问题，通过不等时两点关联函数分析，明确了二维与三维中开尔文子激发的形式及色散演化特征，补充了O(N)大N模型的相关研究。
2025-09-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-ph
Shell-shaped Bose-Einstein condensates: Dynamics, excitations, and thermodynamics
Institute of Quantum Optics, Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学量子光学研究所）；Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理系）；Department of Physics and Astronomy, Washington State University Tri-Cities（华盛顿州立大学三城校区物理与天文系）；Department of Physics and Astronomy, Bates College（贝茨学院物理与天文系）
研究壳形玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学、激发与热力学特性，探讨其在不同几何结构中的演变及实验实现。
2026-03-17 cond-mat.quant-gas
Circulation Statistics and Migdal Area Rule Beyond the Kibble-Zurek Mechanism in a Newborn Bose-Einstein Condensate
本文研究了新生玻色-爱因斯坦凝聚体中超越 KZM 的环量统计，验证了小回路的 Migdal 面积规则并表征了大回路的普适性破缺，同时揭示了由 KZM 动力学决定的非平衡普适性。
2025-08-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Coupling-induced universal dynamics in bilayer two-dimensional Bose gases
本研究在双层二维玻色气体中通过层间耦合淬火驱动系统进入有序相，观察到自相似动力学和扩散型粗化的普适临界指数，扩展了多体系统普适动力学的理解。
2025-10-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quench dynamics of Bose-Einstein condensates in boxlike traps
通过猝灭原子间相互作用，研究了具有幂律势边界的盒状阱中二维玻色-爱因斯坦凝聚体的非平衡动力学。对于凹势和凸势，我们证明了环形暗孤子可以在猝灭动力学过程中被激发。猝灭的调制强度和边界的陡度是影响系统演化的两个主要因素。五个动态区域被确定有关的数量的环形暗孤子激发的凝聚。在没有环形暗孤子激发的情况下，凝聚体经历阻尼半径振荡。至于环形暗孤子的出现，有趣的结构出现在它们的衰变。对于凹势，激发模式显示了涡-反涡对的嵌套结构。另一方面，对于凸势，动态激发模式显示出具有多种输运行为的更丰富的结构。
2022-05-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Collision and coalescence dynamics of bosonic quantum Hall droplets
State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, School of Physical Science and Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学物理科学与技术学院信息光子学与光通信国家重点实验室）
基于Gross-Pitaevskii框架研究玻色量子霍尔液滴的碰撞与合并动力学，发现相对速度控制合并或分离，临界速度满足标度律v_c ∝ (gN)^{1/4}，揭示了碰撞时间的关键作用，并观察到涡旋阵列通过Kelvin-Helmholtz不稳定性产生。
2026-06-29 cond-mat.quant-gas
Dynamics of first-order quantum phase transitions in extended Bose-Hubbard model: From density wave to superfluid and vice-versa
本文利用含时Gutzwiller（GW）方法研究了具有最近邻排斥的Bose-哈伯德模型的非平衡动力学.特别是，我们改变的跳跃参数的哈密顿量作为时间的函数，并调查系统的动力学从密度波（DW）的超流（SF）穿越一阶相变，反之亦然。从DW到SF，我们发现相关长度和涡旋密度相对于淬灭时间的标度律。这是对连续相变的Kibble-Zurek标度的回忆，并且与通常的期望相矛盾。我们给出了一个可能的解释这一观察。另一方面，从SF到DW，系统的演化依赖于初始SF状态。当初始状态为静态GW方法得到的基态时，通过临界点后形成SF和DW畴的共存状态。SF序参量的相干性随着系统的演化而丧失。这是一种类似于经典系统中的玻璃化转变的现象。当状态从具有小的局部相位起伏的SF开始时，系统获得具有薄畴壁的大尺寸DW畴结构。
2018-08-08 cond-mat.quant-gas gr-qc nucl-th
