Quench-induced supercurrents in an annular Bose gas
我们在环形二维玻色气体中通过正常到超流相变的温度淬火产生超流。我们检测的振幅和手性的这些超电流通过测量螺旋图案所产生的干扰的云与中央参考盘。这些测量表明了超电流的随机性。我们进一步测量它们的分布为不同的淬火时间，并将其与基于Kibble-Zurek机制的预测进行比较。
2014-10-06 cond-mat.quant-gas
Adiabatically tuning quantized supercurrents in an annular Bose-Einstein condensate
产生和调节量子化持续超电流的能力对于构建具有新功能的超导或原子电子器件至关重要。在超冷原子中，先前用于产生量子化超电流的方法通常是基于动力学过程来制备处于亚稳态激发态的原子。利用自旋-轨道-角动量（SOAM）耦合和外加势，可以将任意量子化的环流态量子化并调谐为环形玻色-爱因斯坦凝聚体的基态.利用非线性Landau-Zener理论解释了在非线性原子相互作用下，超流在不同量子化值之间的调谐存在超流滞后现象。我们的工作将为研究SOAM耦合超冷原子气体和构建新型原子电子学电路提供一个强有力的平台。
2017-04-29 cond-mat.quant-gas
Quasiparticles of widely tuneable inertial mass: The dispersion relation of atomic Josephson vortices and related solitary waves
超导约瑟夫森涡旋在超冷原子物理学中与线性耦合的双组分超流玻色气体的孤波激发有着直接的相似之处。在这里，我们数值扩展耦合Gross-Pitaevskii方程的零速度约瑟夫森涡解的非零速度，从而获得完整的色散关系。从色散关系得到的约瑟夫森涡旋的惯性质量取决于线性耦合的强度，并在一个临界值处具有简单的极点发散，在该临界值处，它改变了符号，同时假设绝对值很大。附加的低速准粒子与负的惯性质量出现在有限的动量，这让人想起一个暗孤子在一个组件与逆流在其他。在小的线性耦合的限制下，我们比较了约瑟夫森涡旋解和正弦戈登孤子，并表明它们之间的对应是渐近的，但显着的差异出现在有限的值的耦合常数。最后，对于不等非零的自非线性和交叉非线性，我们发现了一个新的孤波激发分支。在它的存在下，暗孤子和约瑟夫森涡旋都是动态稳定的，而新的激发是不稳定的。
2018-01-30 cond-mat.quant-gas
Bright solitary matter waves: formation, stability and interactions
近年来，在超冷温度下，由气态玻色-爱因斯坦凝聚体组成的亮类孤子结构被发现。精确设计这些孤立波所经历的非线性和潜在景观的实验能力为孤立波结构的基础研究提供了一个有吸引力的平台。三个空间维度和陷阱的存在意味着这些是严格不同的对象，真正的孤子解决方案。在零温度平均场的描述下，我们探索了亮孤立波的解和稳定性，以及它们之间的相互作用。重点阐明了它们与真亮孤子的异同。在明亮的孤立波中引入的丰富的行为包括崩溃不稳定性和破坏碰撞。我们回顾了迄今为止明亮孤立物质波的实验形成和观测，并与理论预测进行了比较。最后，我们讨论了目前的国家的最先进的这一领域，包括超越平均场的描述，异国情调的明亮的孤立波，并建议利用明亮的孤立波干涉测量和表面探针。
2012-09-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
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
Chladni solitons and the onset of the snaking instability for dark solitons in confined superfluids
预测了通道超流中由交叉涡线组成的复杂孤立波。它们在圆柱形陷阱中的形状包括十字架、辐条轮和希腊语$Φ$，并追踪平面暗孤子不稳定振动模式的节线，类似于Chladni的膜振动图。定常孤立波扩展了一个家庭的解决方案，其中包括以前已知的孤波涡和涡环。从玻色-爱因斯坦凝聚体（BECs）和超流费米气体穿过BEC-BCS交叉的尺度分离出发，预测了它们从暗孤子开始的分岔点，表明蛇形不稳定性的新的不稳定模式的开始，并得到了全数值计算的证实。在超冷气体实验中，通过暗孤子的种子衰变可以观测到Chladni孤子。
2014-11-21 cond-mat.quant-gas
Two-component Bose gas trapped by harmonic and annular potentials: Supercurrent, vortex flow and instability of superfluidity by Rabi coupling
本文研究了人工磁场中的双组分玻色气体系统，分别用同心谐波势和环形势囚禁。该系统是由具有两个内部状态的气体实现的，如$^{87}$ Rb的超精细状态。我们感兴趣的是他们之间的拉比振荡的影响。采用双组分玻色哈伯德模型描述系统，采用Gross-Pitaevskii方程研究系统。我们首先通过改变环隙宽度和磁场强度来研究环形陷阱中的玻色气体系统，特别是重点研究了相滑和超流。然后我们考虑了磁场中的耦合玻色气体系统。在强磁场中，两种玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋都形成了Abrikosov三角形格子，涡旋在BEC中的位置通过Rabi耦合相互关联.然而，随着拉比耦合强度的增加，涡旋开始围绕其平衡位置振动。当强度进一步增加时，谐波阱中的涡流开始沿着环的边界移动。最后，对于大型Rabi联轴器，BEC被破坏。根据我们对环形阱中玻色-爱因斯坦凝聚现象的研究结果，讨论了上述现象的起因。
2015-03-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Dark quantum droplets and solitary waves in beyond-mean-field Bose-Einstein condensate mixtures
该研究通过解析与数值方法，确定了超越平均场二元玻色凝聚体中暗孤子存在的判据，发现吸引相互作用可形成性质介于暗孤子与量子液滴之间的暗量子液滴，并揭示了其新颖空间轮廓、负有效质量及不可积动力学与束缚态。
2023-04-04 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Exploring the Kibble-Zurek mechanism with homogeneous Bose gases
在物理学的许多领域中，失平衡现象都是一个相当有趣的课题。超冷量子气体是非常干净、隔离良好且高度可控的系统，为研究这一主题提供了理想的平台。最近的进展，在剪裁捕获的潜力，现在允许实验生产的均匀样品在定制的几何形状，这是一个关键的进步，研究的出现在相互作用的量子系统的相干性。在这里，我们回顾了最近的实验中，温度淬火已在整个玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）相变在环形几何形状和均匀的3D和准2D气体。结合起来，这些实验给出了一个全面的图片的Kibble-Zurek（KZ）的情况下，通过互补测量的关联函数和拓扑缺陷密度。它们还允许测量KZ标度律，直接证实KZ理论的“冻结”假设，以及提取玻色-爱因斯坦凝聚转变的临界指数。
2016-11-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Stochastic Growth Dynamics and Composite Defects in Quenched Immiscible Binary Condensates
我们研究了耦合凝聚形成动力学的初始随机域形成的背景下，瞬时淬火细长的谐波捕获不混溶的双组分原子玻色气体的历史上的敏感性。自发产生的缺陷在最快的冷凝组件，和随后的粗粒化动力学，可以导致一个深振荡的微陷阱，其他组件冷凝，从而建立一个长寿命的复合缺陷的形式的暗-亮孤立波。我们用数字绘制出这些竞争性增长动力学的不同关键方面，重点关注拍摄到拍摄波动和全局参数变化（初始状态选择，淬火参数和冷凝物增长率）的作用。我们的结论是，在实验时间尺度上观察到的相分离的结构很可能是亚稳态，其形式的自发出现的暗-亮孤立波的稳定性和动力学的影响。
2015-08-24 cond-mat.quant-gas
Observation of universal quench dynamics and Townes soliton formation from modulational instability in two-dimensional Bose gases
实验研究了二维原子玻色气体从排斥相互作用到吸引相互作用的普遍非平衡动力学。我们观察到的调制不稳定性的表现，而不是导致崩溃，碎片成多个波包普遍围绕阈值原子数的汤斯孤子的形成所需的一个大的二维超流体。我们确认，猝灭诱导孤立波的密度分布是在很好的协议与稳态汤斯配置文件。此外，我们在空间和时间域中的密度测量揭示了这个动力学过程的详细信息，从密度波的双曲线增长，孤子的形成，到随后的碰撞和崩溃动力学，展示了多个普遍的行为在一个有吸引力的多体系统与准稳态的形成。
2020-12-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Dark-Antidark Spinor Solitons in Spin-1 Bose Gases
我们考虑一个一维被困自旋1玻色气体和数值探索其孤立波解，即反暗-暗-反暗（ADDAD），以及暗-反暗-暗（DADD）孤立波的家庭。它们的存在性和稳定性进行了系统的研究，通过在实验上可访问的易平面铁磁相的原子数以及二次塞曼能量的延续。据发现，ADDAD的动态鲁棒性大大超过DADD。后者通常是不稳定的检查参数范围内。这两种状态的动力学演化进行了探索，并研究了其潜在的不稳定演化的含义。一些相关的观察到的可能性涉及，例如，ADDAD的不稳定性破坏表现，以及DADD分裂成右移动的暗-反暗对和左移动的暗-反暗对，与分裂前相比，反暗粒子位于不同的分量中。在后一种情况下，结构被认为是分散在长时间的传播。
2020-12-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Observation of scale invariance in two-dimensional matter-wave Townes solitons
我们报道了二维物质波汤斯孤子的近似确定性产生，以及在吸引二维玻色气体中尺度不变性的精确测试。我们诱导一个形状控制的调制不稳定性在一个细长的二维物质波，以创建一个阵列的孤立孤立波的各种大小和峰值密度。通过观察孤立波密度分布在根据其峰值密度重新标度的无量纲坐标中坍缩到单个曲线上，我们证实了尺度不变性，并观察到在不同耦合常数$g$下测量的尺度不变分布可以进一步坍缩到汤斯孤子的普适分布上。所报告的标度行为进行了测试与近60倍的孤子相互作用能量的差异，并允许我们讨论一个不可忽略的磁偶极-偶极相互作用（MDDI）对二维尺度不变性的影响。我们确认，MDDI在我们的碱铯准二维样品的效果有效地符合相同的比例律所管辖的接触相互作用，以及在我们的实验不确定性。
2021-06-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Equilibration in one-dimensional quantum hydrodynamic systems
我们研究了一维量子流体力学中的猝灭动力学和平衡，它提供了对无带隙量子气体中密度场和速度场的有效描述。我们表明，信息内容的大时间稳定状态是固有的弹道移动局部激励的存在。当存在这种激励时，系统会无限次地保留初始相关性的记忆，从而避免退相干。我们证明了这种连接的背景下，最简单的量子流体动力学模型，并在量子KdV方程的Luttinger模型。在标准的Luttinger模型中，由于纯粹的弹道动力学，所有初始相关性的记忆在整个时间演化过程中一直保持到无限大的时间。然而，非线性色散或相互作用，当单独存在时，会导致扩散和离域，通过消除非高斯相关性的记忆来抑制上述效应。我们表明，对于任何初始状态，满足足够的相关性聚类，稳定状态是高斯的玻色化或费米子化领域的色散或相互作用的情况下。另一方面，当色散和相互作用同时存在时，半经典近似表明，局域化恢复为两种效应相互补偿，形成孤立波。孤立波，或简单的孤子，在量子气体中被实验观察到，并基于半经典方法理论预测，但它们在量子水平上的稳定性问题在很大程度上仍然是一个悬而未决的问题。我们给出了一个总体概述的主题，并讨论了我们的研究结果的相关性一般的平衡问题。
2017-09-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech math-ph
Extreme (Rogue) Waves: From Theory to Experiments in Ultracold Gases and Beyond
Okinawa Institute of Science and Technology（冲绳科学技术大学院大学）；Washington State University（华盛顿州立大学）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）；University of San Diego（圣迭戈大学）
本文综述了超冷量子气体中极端非线性波事件的研究进展，包括从精确的可积聚焦非线性薛定谔模型解出发，探讨了从 Peregrine 孤子到 Akhmediev 呼吸子等不同级别的 rogue 波解，并讨论了在非可积量子多体系统中可控生成和特性。
2026-03-26 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Observation of dense collisional soliton complexes in a two-component Bose-Einstein condensate
本研究在双组分原子玻色–爱因斯坦凝聚体中利用微波脉冲绕转技术刻印周期自旋图案，实验并理论观测密集孤子阵列的碰撞、形变及暗–反暗孤子等动力学，获得持续碰撞的孤子复合体，为研究孤子气体提供平台。
2024-06-12 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Transitions From Order to Disorder in Multi-Dark and Multi-Dark-Bright Soliton Atomic Clouds
我们已经进行了一个系统的研究量化的孤波行为的变化，从一个有序的云类似的“结晶”配置的无序状态，可以被描述为一个孤立子“气体”。作为我们的说明性的例子，我们使用单组分，以及两个组件，一维原子气体非常接近零温度，在排斥原子间的相互作用和抛物线陷阱的存在下，云，分别暗（暗亮）孤子可以形成在一（二）组件系统。我们通过三种不同类型的方法，即Gross-Pitaevskii类型的偏微分方程，基于粒子的常微分方程描述的孤子动力学系统和蒙特卡罗模拟的粒子系统证实了我们的研究结果。我们定义了一个“经验”序参量来表征孤子晶格的序，并研究了它如何作为“热”强度的函数而变化（即，动力学）引起的扰动。正如我们系统的一维性质所预期的那样，从有序到无序的转变是渐进的，显然在中间状态中没有真正的相变。
2014-12-12 cond-mat.quant-gas nlin.PS
