Multi-pole solitons and breathers with spatially periodic modulation induced by the helicoidal spin-orbit coupling
Wuhan Textile University（武汉纺织大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
研究通过螺旋自旋-轨道耦合诱导空间周期性调制，揭示多极孤子和呼吸子的非周期性密度分布及独特轨迹特性。
2025-11-27 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Multi-ring, stripe, and super-lattice solitons in a spin-orbit coupled spin-1 condensate
利用平均场Gross-Pitaevskii方程，研究了Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合超精细自旋1（$F=1$）无陷阱反铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体中奇异稳定准二维孤子.对于弱SO耦合，孤子是具有内禀涡度的$(-1,0,+1)$或$(+1,0,-1)$型，对于Rashba或Dresselhaus SO耦合，其中括号中的数字分别表示自旋分量$F_z= +1,0,-1$中的角动量。对于中间SO耦合，孤子具有多环结构，在各个分量中保持上述涡旋。对于较大的SO耦合，除了在总密度没有周期调制的情况下，在组分密度上具有条纹图案的条纹孤子之外，还发现了总密度具有正方形晶格结构的超晶格孤子。
2021-01-07 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
Spontaneous spatial order in two-dimensional ferromagnetic spin-orbit coupled uniform spin-1 condensate solitons
本文研究了Rashba自旋轨道耦合准二维均匀铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体中条纹孤子和超晶格孤子的自发空间有序性。对于弱SO耦合，孤子是具有内禀涡度的$(- 1,0,+ 1)$或$(0,+ 1,+ 2)$型，其中括号中的数字分别表示自旋分量$F_z=+1,0,-1$中的角动量。对于中等SO耦合，发现了三种类型的孤子：（a）圆非对称孤子，（b）圆对称$(- 1,0,+ 1)$型多环孤子和（c）$(0,+ 1,+ 2)$型多环孤子，它们在各自的分量中保持上述涡旋。对于大的SO耦合，除了圆非对称孤子外，还发现了准简并条纹孤子和超晶格孤子。超晶格孤子在总密度中形成2D正方形晶格结构，就像在超固体中一样;在组分密度中，它可以具有（i）1D条纹图案或（ii）2D正方形晶格结构。
2020-12-02 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Polariton gap and gap-stripe solitons in Zeeman lattices
我们预测，导致塞曼晶格形成的空间调制塞曼分裂可用于在具有主导排斥相互作用的旋量极化子凝聚中产生局域自维持激发。在这种晶格中，TE-TM分裂现象起着有效的自旋-轨道相互作用的作用，导致条纹相的出现和具有复杂内禀结构的稳定的带隙条纹孤子的形成，这是由于存在两个特征空间尺度，其中一个由塞曼晶格的周期决定，另一个由布里渊区深度的动量决定，在该点处，这样的孤子从线性光谱分叉。适当的共振泵浦可以激发出带隙极化激元孤子。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Flipping-shuttle oscillations of bright one- and two-dimensional solitons in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates with Rabi mixing
分析了在线性混合（Rabi耦合）作用下，明亮的双组分自旋轨道耦合条纹（一维）和半涡旋（二维）物质波孤子的耦合结构振荡和穿梭运动形式的宏观量子效应的可能性.在1D中，本征振荡表现为条纹孤子的空间奇偶分量之间的翻转，而在2D中，系统的特征是零涡和半涡孤子的涡分量之间的周期性转变。的考虑是通过分析和数值方法相结合的装置。
2017-10-10 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Compressing the atomic cloud in a matter-wave stripe soliton
考虑了由线性和非线性光晶格组合产生的周期势场中的准一维自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体（SOC BEC），研究了非线性晶格中原子间相互作用对条纹孤子压缩的影响.结果表明，随着压缩效应的增加，孤子上完全由自旋轨道耦合效应引起的节点趋于消失，最终得到稳定的基本孤子。这表明外压可以降低自旋轨道耦合对SOC BEC的影响，甚至使系统转变为无自旋轨道耦合的传统BEC。我们利用信息论的方法来观察凝聚体中的原子密度分布对自旋-轨道耦合效应的持续减小的响应。
2023-03-08 cond-mat.quant-gas
Superfluid vortex multipoles and soliton stripes on a torus
研究了环面上非线性薛定谔方程中涡旋偶极和四极组态的存在性、稳定性和动力学性质。为了这个目的，我们使用，除了完整的二维NLS的环面，最近导出的[物理修订版A 101，053606（2021）]减少点涡粒子模型，这是在良好的协议与完整的NLS的演变。水平，垂直和对角固定涡偶极子被确定和继续沿环面的纵横比和化学势的解决方案。确定了这些溶液的稳定性窗口。我们还研究了固定涡旋四极结构。在消除了由不变性和对称性引起的类似解决方案后，我们发现总共有16种不同的配置，从水平和垂直对齐的四极杆，矩形和菱形四极杆，梯形和不规则四极杆。最不稳定的，潜在的，稳定的四极子解决方案的稳定性进行监测，在NLS和减少模型的水平。两个四极配置被发现是稳定的小窗口的环面纵横比和少数的四极被发现是非常弱的不稳定相对较大的参数窗口。最后，我们简要地研究了暗孤子条纹及其连接，通过一系列的分叉级联，与稳态涡旋配置。
2022-01-26 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Matter-wave dark solitons and their excitation spectra in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
在准一维自旋-轨道耦合排斥玻色-爱因斯坦凝聚体中，我们提出了三种类型的暗孤子。在这些族中，有两个族总是稳定的，而第三个族仅在足够接近线性状态时才稳定。孤子的激发谱揭示了可能存在的第二个反常模式。虽然第一个这样的模式描述了孤子振荡运动在抛物陷阱，第二，当存在时，反映了双井结构的基础单粒子光谱。这种新的模式的结果在孤子核心附近的移动密度条纹，或在一个异相振荡的组成成分，几乎没有影响的复合孤子的稳定条纹的总密度。
2013-08-05 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Quasi-two-dimensional soliton in a self-repulsive spin-orbit-coupled dipolar binary condensate
Instituto de Física Teórica, Universidade Estadual Paulista - UNESP（圣保罗州立大学理论物理研究所）
该研究探讨了准二维自旋-轨道耦合双极二元超流体中孤子的形成与特性，揭示了不同耦合强度下孤子结构的变化及双极相互作用的影响。
2026-01-17 cond-mat.quant-gas
Stability and dynamics of nonlinear excitations in a two-dimensional droplet-bearing environment
本研究在扩展Gross-Pitaevskii方法模拟的二维含液滴体系中，分析暗孤子条纹、气泡、扭结等非线性激发的存在区间、激发谱稳定性及动力学特性，为相关实验提供理论支撑。
2024-09-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Multidimensional Soliton Systems: an Update
本文更新了多维孤子（主要在非线性光学和BEC中）的最新研究进展，总结了长条状BEC中量子液滴生成、环形光结构观察等实验发现，以及分数衍射下2D孤子分析和稳定3D涡旋孤子预测等理论结果。
2025-11-03 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
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
Multidimensional Soliton Systems
该综述总结二维和三维孤子因波坍缩和分裂而不稳定的问题，并介绍自旋-轨道耦合及Lee-Huang-Yang效应等稳定方案，实验已实现稳定的量子液滴。
2023-12-28 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Controlling the transverse instability of dark solitons and nucleation of vortices by a potential barrier
研究了利用准一维结构抑制二维玻色-爱因斯坦凝聚体和自散焦体光波导中暗孤子条纹横向调制不稳定性的可能性。加入一个外部的排斥势垒（这可以诱导在BEC的激光片，或通过嵌入板在光学），我们证明，它是可能的，以减少MI波数带，甚至使暗孤子条纹完全稳定。利用这种方法，我们证明了调制扰动的每个空间周期对成核涡对数量的控制。用微扰理论预测了单位长度上的核涡数。分析结果证实了小扰动的本征模的数值计算，以及通过直接模拟的基础Gross-Pitaevskii/非线性薛定谔方程。
2010-07-15 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Symbiotic solitons in a quasi-one- and quasi-two-dimensional spin-1 condensates
研究了准一维和准二维超精细自旋$F=1$铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中自旋1共生旋量孤子的形成.共生孤子必然存在种内排斥作用，而种间吸引作用则使其束缚在一起。由于在高维空间中存在坍缩不稳定性，为了稳定准二维共生旋量孤子，需要附加一个自旋轨道耦合。虽然准一维共生孤子具有简单的高斯型密度分布，但准二维共生SO耦合旋量孤子具有新颖的空间周期性密度结构。对于弱SO耦合，准二维孤子分别是具有内禀涡度和多环结构的$(-1, 0, +1)$或$(+1, 0, -1)$型，其中括号中的数字分别是自旋分量$F_z = +1, 0, -1$的角动量投影。对于强SO耦合，除了多环孤子外，还发现了分别具有条形和正方形晶格密度调制的条形和超晶格孤子。通过平均场模型的瞬时传播得到定态，通过长时间的实时传播建立孤子的动力学稳定性。本文还论证了在实验室中通过去除自旋为1的束缚BEC的陷阱来产生这种孤子的可能性。
2021-08-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Attractive Multidimensional Solitons in Trapping Potentials
Physical-Technical Institute of Uzbekistan Academy of Sciences（乌兹别克斯坦科学院物理技术研究所）；Department of Physics ”E.R. Caianiello”, University of Salerno（萨莱诺大学 E.R. Caianiello 物理系）
本文探讨了在非线性薛定谔系统中吸引相互作用下多维孤子的形成与稳定化机制，重点研究了原子玻色-爱因斯坦凝聚体和非线性光学中的稳定条件。
2026-03-30 cond-mat.quant-gas
Discrete and semi-discrete multidimensional solitons and vortices: Established results and novel findings
本文综述了基于离散非线性薛定谔方程及其推广的离散与半离散非线性模型，以及这些模型产生的各类二维、三维多维离散孤子与涡旋模式的理论和实验研究成果。
2024-01-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Multidimensional solitons: Well-established results and novel findings
简要回顾了一些著名的和一些最近的结果，在研究二维和三维（2D和3D）孤子。零涡（基本）孤子和携带涡S = 1的。并简要讨论了原子玻色-爱因斯坦凝聚体和非线性光学中的多维孤子的物理实现。与通常稳定的1D孤子不同，2D和3D孤子容易受到临界和超临界崩溃的发生所引起的不稳定性的影响，分别在引起孤子的相同的2D和3D模型中。涡旋孤子具有更强的分裂不稳定性。为此，一个中心问题是寻找可以稳定2D和3D孤子的物理设置。简短的审查涉及一个既定的主题，即，本文的主要工作包括：在谐振子势（HO势）中S = 0和1的三维和二维态的稳定性，以及最近发展起来的另一个课题：在自旋轨道耦合（SOC）的二元系统中，S = 0和（+/-）1的分量（半涡旋和混合模）并置的二维和三维自由空间孤子的稳定性。前者是基于单立方非线性薛定谔/Gross-Pitaevskii方程（NLSE/GPE），而后者是由两个耦合GPE的系统表示。在这两种情况下，2D和3D几何形状中的通用情况截然不同。在2D设置中，稳定化机制产生稳定的基态（GS，在没有稳定化的情况下不存在），其范数低于临界崩溃开始的阈值。在三维几何中，超临界坍缩不允许产生GS，但可以构造亚稳态孤子。
2016-11-30 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Matter-wave bright solitons in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
研究了具有吸引相互作用的自旋-轨道（SO）耦合玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的物质波亮孤子。我们使用多尺度展开方法来确定在线性能谱的半无限间隙中的化学势的解族。根据线性和自旋轨道耦合强度，孤子可能类似于标准的明亮的非线性薛定谔孤子或表现出调制的密度分布，让人想起SO耦合排斥BEC的条纹相位。我们的数值结果与我们的分析结果非常吻合，并通过稳定性分析和直接数值模拟证明了这种孤子在实验相关条件下的潜在鲁棒性。
2012-11-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dynamical generation of dark solitons in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates
我们数值研究了一维谐振子阱中自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态、拉曼驱动动力学和非线性激发。根据拉曼耦合和原子间相互作用，三个基态相被确定：条纹，平面波和零动量相。在实空间中发现了条纹相和零动量相或平面波相共存的窄参数区，模拟了通过线性驱动拉曼耦合在时间上跨越不同相位的多次扫描过程，研究了系统在这些扫描过程中的非平衡动力学。我们发现了各种非线性的激发，特别是在从条纹相位到平面波或零动量相位的扫描过程中激发出的暗孤子。此外，在驱动过程中可以控制暗孤子的数目和稳定性，这为产生暗孤子以及研究其动力学和相互作用特性提供了一种直接、简便的方法。
2015-01-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Gap solitons in the spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
本文报道了在空间周期塞曼场作用下自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中稳定的带隙孤子的多样性。研究表明，孤子可以根据它们所服从的主要物理对称性，即关于宇称（P）、时间（T）的对称性和内部自由度（即自旋（C）反转）的对称性进行分类。在不同参数的晶格中得到了传统的带隙孤子和带隙条纹孤子。结果表明，在不同的空间位置，同一晶格中可以存在相同类型但具有不同对称性的孤子。PT和CPT对称孤子具有反铁磁结构，分别具有非零和零总磁化强度的特征。
2013-10-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dark-bright ring solitons in Bose-Einstein condensates
研究了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的暗-亮环形孤子。在暗分量密度较大的情况下，我们用环半径的运动方程描述了孤子动力学。的存在下，明亮的，“填充”的物种被证明有一个稳定的环暗孤子的效果。在线性极限附近，我们讨论了暗-亮环中暗-亮孤子条纹和涡-亮孤子团的分岔，并将填充的稳定作用与分岔图的变化联系起来.最后，我们表明，通过第二个组件的稳定不仅限于径向对称的结构，但也可以观察到在十字形的暗-亮孤子配置。
2011-07-20 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Supersolid-like solitons in two-dimensional nonmagnetic spin-orbit coupled spin-1 and spin-2 condensates
研究了自旋为1和自旋为2的Rashba自旋轨道耦合准二维玻色-爱因斯坦凝聚体中空间周期性类超固体超晶格和条纹孤子的自发产生.弱SO耦合自旋1 BEC中的孤子是$(-1, 0, +1)$和$(0, +1, +2)$型圆对称的，并且具有固有涡度;括号中的数字分别是超自旋分量$+1, 0, -1$中的缠绕数。SO耦合自旋2 BEC中的圆对称孤子具有$(-2, -1, 0, +1, +2)$和$(-1, 0, +1, +2, +3)$两种类型，前者为基态，其缠绕数分别对应于自旋分量$+2, +1, 0, -1, -2$.对于更强的SO耦合强度，这些孤子获得多环结构，同时保持缠绕数。在自旋为1和自旋为2的BEC中，除了圆非对称孤子外，准简并条纹孤子和超晶格孤子也可以作为激发定态出现。pla-cl.tex
2022-10-17 cond-mat.quant-gas
Multidimensional hybrid Bose-Einstein condensates stabilized by lower-dimensional spin-orbit coupling
我们表明，吸引旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在自旋轨道耦合（SOC）和塞曼分裂的作用下，在自由空间中形成自维持稳定的二维和三维（2D和3D）态，即使当SOC以低维形式作用时。我们发现，二维状态是稳定的一维（1D）SOC在一个广泛的化学势范围内，原子数（或规范的旋量波函数）超过阈值，这强烈依赖于SOC的强度和消失在临界点。零阈值点是单峰态和条纹态之间的边界，实现了二维和一维结构特征的混合。在该点附近，导出了描述孤子从线性谱分叉的渐近方程，并进行了解析研究。我们表明，条纹三维孤立态以及稳定的二维SOC，虽然在有限的范围内的化学势和规范。
2019-12-12 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Dynamics and stability of dark solitons in exciton-polariton condensates
我们提出了一个全面的分析理论的本地化非线性激发-暗孤子，支持的非相干泵浦，空间均匀激子极化激元凝聚。我们发现，在保守系统中的暗孤子相比，这些非线性激发“放松”的背景在有限的时间，这严重依赖于凝聚体的参数混合。我们的轨迹和寿命的分析结果与直接数值模拟的开放耗散平均场模型非常一致。此外，我们表明，准一维暗条纹在一个二维的开放耗散凝聚的横向不稳定性演示的功能，是完全不存在的保守系统，作为创建的涡旋-antivortex对竞争的孤子弛豫过程。
2014-04-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Multidimensional self-trapping in linear and nonlinear potentials
孤子在1D模型中通常是稳定的对象，但它们直接扩展到2D和3D设置往往是不稳定的。特别是，普遍存在的非线性薛定谔（NLS）方程与立方自聚焦，只创建不稳定的2D和3D孤子，因为相同的方程引起的临界和超临界崩溃，在2D和3D的情况下，分别。本文提供了，首先，相关设置的审查，然而，使人们有可能创建稳定的2D和3D孤子，包括嵌入涡。这里考虑的主要稳定方案是：（i）竞争（例如，这些研究包括：（1）BEC动力学的线性和非线性效应;（2）线性和非线性俘获势;（3）BEC动力学的Lee-Huang-Yang修正，从而形成稳定的量子液滴;（4）二元BEC中的自旋轨道耦合（SOC）效应;（5）SOC在非线性光波导中的模拟，包括PT对称光波导。此外，详细总结的结果表明，创建稳定的2D和3D孤子的计划的基础上通常的线性捕获势或有效的非线性，这可能是通过局部非线性强度的空间调制引起的。后一种设置是特别有前途的，使得有可能使用自散焦介质，与本地的非线性强度增长足够快，从中心到外围，创造了各种各样的稳定的多维模式。除了基本模式和涡环之外，3D模式可以是hopfions，即，具有两个独立拓扑荷的扭曲涡环。在这种情况下，不仅以数值形式，而且通过分析方法，如变分近似和Fermas-Fermi近似，得到了许多关于多维孤子的结果。
2021-10-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
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
Multiple self-organized phases and spatial solitons in cold atoms mediated by optical feedback
本文研究了具有有效原子相互作用的冷原子云的横向自结构。由此产生的自结构，由于光机械力是丰富得多的有效克尔介质，显示六边形，条纹和蜂窝状相依赖于参数化的线性磁化率的相互作用强度。相位域由实Ginzburg-Landau振幅方程描述。在条纹相，系统恢复反转对称性。此外，蜂窝状相的亚临界特性允许光密度反馈孤子充当自持暗原子陷阱，其运动由驱动光束中的相位梯度控制。
2021-02-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Attractive Multidimensional Condensates--Experiments
Institute for Molecular Science（分子科学研究所）；Purdue University（普渡大学）
研究吸引性BEC在非平衡动力学中的实验现象，包括波塌缩、调制不稳定性及多维亮孤子形成，探讨实验技术与稳定性分析。
2026-04-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamics of quantum soliton in Lee-Huang-Yang spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
本文给出了一维自旋轨道耦合二元玻色-爱因斯坦凝聚体中由于超平均场量子涨落而产生的自束缚基态的结构和动力学的数值结果。根据自旋轨道（SO）和拉比耦合，我们观察到的基态表现出量子亮（平面）或量子条纹孤子的性质。我们找到了一个非零SO耦合的解析孤子解，与数值结果相当吻合。进一步，我们采用三种方案研究了这些孤子的动力学稳定性：（i）给每个分量加上初速度，（ii）在初始和有限时刻淬灭SO和Rabi耦合参数，（iii）通过给两个自旋分量以相等和相反方向的速度来允许它们之间的碰撞.观察到了孤子的多重分裂、排斥、呼吸等有趣的动力学特性。对于给定的Rabi耦合频率，孤子的呼吸频率随SO耦合的增加而增加，在SO耦合的临界点处达到最大值，在此点处发生从亮孤子到条纹孤子的相变.我们观察到，最大呼吸频率具有指数$\sim 0.16$的拉比耦合频率的幂律依赖性。
2022-09-16 cond-mat.quant-gas
Stable multi-peak vector solitons in spin-orbit coupled spin-1 polar condensates
本文研究了准一维自旋轨道耦合超精细自旋$F = 1$极性玻色-爱因斯坦凝聚体中多峰三分量稳态条纹矢量孤子的形成。目前的调查是通过一个数值解的基本平均场Gross-Pitaevskii方程的瞬时传播和解析变分近似。简单的分析结果的能量和组件密度被发现是在良好的协议与数值结果的孤子有100多个明显的最大值和最小值。矢量孤子是暗-亮-暗或亮-暗-亮两种类型之一。在前者中，中心处的分量$ F_z = 0 $中的最大密度伴随着分量$F_z = \pm 1$中的零。在后一种情况下，情况正好相反。矢量孤子被证明是移动的和动态稳定的。两个这样的矢量孤子之间的碰撞被发现是准弹性在大的速度与每个矢量孤子的总密度守恒。然而，在很小的速度，碰撞是非弹性的初始矢量孤子的破坏。在实验室中观测和研究预测的SO耦合矢量孤子是可能的。
2019-12-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Solitons and Josephson-type oscillations in Bose-Einstein condensates with spin-orbit coupling and time-varying Raman frequency
研究了具有自旋-轨道耦合（SOC）和吸引两体相互作用的准一维玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中，两个耦合原子的赝自旋分量拉曼频率随时间缓慢和快速变化时孤子的存在性和动力学行为.通过线性地改变拉曼频率，我们发现普通的非线性薛定谔型亮孤子可以转变为条纹亮孤子，反之亦然。研究了在不同参数配置下耦合孤子分量原子数间的内约瑟夫森振荡和相应的质心运动。在这种情况下，提出了一种机制来控制孤子参数，通过考虑参数共振，这可能会出现时变拉曼频率。充分的数值模拟证实变分分析预测时，适用于该地区的定期孤子。在高频率的限制下，该系统被描述的时间平均的Gross-Pitaevskii形式与重整化的非线性和SOC参数和修改的相位相关的非线性。通过比较全数值模拟与平均结果，我们还研究了拉曼振荡频率的下限，以获得稳定的孤子解。
2018-05-25 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Hydrodynamics and two-dimensional dark lump solitons for polariton superfluids
我们研究了一个二维非相干泵浦激子-极化激元凝聚体所描述的开放耗散Gross-Pitaevskii方程耦合到激子密度的速率方程的极化激元动力学。采用流体动力学的方法，我们使用多尺度展开方法来推导出几个模型出现在浅水波的背景下，粘性。特别地，我们推导出一个Boussinesq/Benney-Luke型方程和它的远场展开Kadomtsev-Petviashvili-I（KP-I）方程的右和左去波。从KP-I模型出发，我们预言了无涡旋、弱（代数）定域的二维暗块孤子的存在。我们发现，在耗散的存在下，暗块表现出的寿命比平面暗孤子的寿命大三倍。直接数值模拟表明，暗块确实存在，其耗散动力学是很好地捕捉我们的解析近似。研究还表明，由于暗孤子条纹的横向“蛇形”不稳定性，可以自发地形成块状和涡旋状结构。
2018-04-23 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Spatial order in a two-dimensional spin-orbit-coupled spin-1/2 condensate: superlattice, multi-ring and stripe formation
我们利用平均场Gross-Pitaevskii方程证明了在{ \it uniform}和{ \it trapped}准二维Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合赝自旋1/2玻色-爱因斯坦凝聚体中稳定的空间有序态的形成.对于弱SO耦合，除了净角动量投影为零的圆非对称简并态之外，还可以分别具有Rashba或Dresselhaus SO耦合的具有内禀涡度的圆对称$(0,+1)$或$(0,-1)$型多环态，其中括号中的数字表示两个分量中的净角动量投影。对于中间SO耦合，除了上述两种类型外，还可以有在总密度中没有周期调制的组分密度中具有条纹图案的态。条纹态继续存在大SO耦合。此外，在均匀系统中出现了一种新的空间周期态：超晶格态，具有超固体的某些性质，在组分密度和总密度上具有正方形晶格图案。在陷阱系统中，超晶格态的组分密度为多环模式，而总密度为正方形模式。对于一个平等的混合物的Rashba和Dresselhaus SO耦合，在均匀和捕获系统，只有条纹状态被发现的所有强度的SO耦合。在均匀系统中，这些态都是准二维孤子态。
2021-07-30 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Bright solitons in a 2D spin-orbit-coupled dipolar Bose-Einstein condensate
利用变分法和Gross-Pitaevskii方程的虚时间演化，研究了具有排斥接触相互作用的二维自旋-轨道耦合偶极玻色-爱因斯坦凝聚体.偶极子在2D平面中沿着一个方向完全极化，以便提供有效的吸引偶极子-偶极子相互作用。我们发现两种类型的孤子的基态所产生的这种吸引力的相互作用：一个平面波孤子与空间变化的相位和条纹孤子与空间振荡的密度为每个组件。这两种孤子都比没有自旋轨道耦合的孤子具有更小的尺寸和更高的各向异性。最后，我们讨论了运动孤子的性质，这些孤子是非平凡的，因为伽利略不变性的破坏。
2015-05-08 cond-mat.quant-gas
Robust Dynamics of Rogue waves, Breathers and Mixed Bound State Solutions in Spin-Orbit and Rabi Coupled Condensates
本文利用Darboux变换研究自旋-轨道与拉比耦合凝聚体中的怪波、呼吸子及暗-亮孤子动力学，揭示耦合参数和瞬变态阱对稳定性的影响，并提出通过Feshbach共振调控散射长度克服不稳定性。
2024-12-20 cond-mat.quant-gas nlin.PS nlin.SI
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
Observation of the supersolid stripe phase in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
超固体是一个有趣的概念。它结合了超流体流动的性质和固体的长程空间周期性，这两种性质通常是相互排斥的。量子晶体和超固态的最初讨论集中在固态氦-4上，人们预测空位可以形成稀的弱相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体。在这个系统中，对超固体的直接观测一直是难以捉摸的。超固体的概念随后被推广到包括其他打破空间平移对称性的超流体系统。其中一个系统是具有自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体，它具有超固体条纹相。尽管最近对该系统进行了一些研究，但尚未观察到条纹相。在这里，我们报告的直接观察预测的密度调制的条纹相位使用布拉格反射。我们的工作建立了一个具有独特对称性破缺性质的系统。未来感兴趣的是通过引入涡旋、孤子、杂质或无序来进一步打破空间对称性。
2017-02-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum solitons in spin-orbit-coupled Bose-Bose mixtures
最近的实验和理论结果表明，具有吸引相互作用的弱相互作用玻色-玻色混合原子可以通过超平均场效应而稳定。在这里，我们考虑这些系统的特殊性质，在一个严格的一维配置，也考虑到非平凡的作用，自旋轨道和拉比耦合。我们表明，当物种间和物种内的相互作用强度的值是这样的，平均场的贡献的能量取消，一个自约束的亮孤子完全由量子涨落存在。我们导出了由自旋轨道、Rabi耦合和超越平均场效应相互作用产生的单峰孤子到多峰（条纹）孤子之间的相变的相图，这些相变也影响原子云的呼吸模频率.最后，我们证明了单峰孤子的相位印记导致自限制传播孤立波，即使在存在自旋轨道耦合。
2019-06-20 cond-mat.quant-gas
Quasi-one-dimensional spin-orbit- and Rabi-coupled bright dipolar Bose-Einstein-condensate solitons
研究了164个Dy原子的准一维（准一维）自旋轨道（SO-）和Rabi耦合双赝旋量偶极玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在排斥接触相互作用下稳定亮孤子的形成.由于两种相互作用的联合吸引-排斥效应以及SO和Rabi耦合的加入，可以形成两种自陷亮孤子形式的基态：平面波孤子（PWS）和条纹孤子（SS）。这些准一维孤立子不能存在于具有纯粹排斥接触相互作用以及SO和Rabi耦合（没有偶极）的凝聚体中。忽略排斥接触的相互作用，我们的研究结果也显示了创建PWS和SS的可能性。当两种相互作用的强度彼此接近时，SS发展出振荡不稳定性，表明呼吸器解决方案的可能性，最终导致其破坏。我们还得到了一个相图显示区域的解决方案是PWS或SS。
2018-01-16 cond-mat.quant-gas
New Frontiers in Multidimensional Self-Trapping of Nonlinear Fields and Matter
我们回顾了最新的技术水平和最近获得的理论和实验结果的二维和三维（2D和3D）孤子和相关的状态，如量子液滴，在光学系统中，原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），和其他领域-特别是液晶。核心的挑战是避免由无处不在的立方非线性支持的2D和3D孤立态的趋势是强烈不稳定的-一个属性远不存在于一维系统中。多年来，理论上已经提出了许多稳定多维状态的可能性。大多数策略涉及非立方非线性或使用不同种类的势，包括周期势。最近出现了新的重要途径，基于两个组件的BEC与自旋轨道耦合的系统，已被预测支持稳定的二维和亚稳态的三维孤子。最近的一个重要突破是3D量子液滴的创建。这些是存在于双组分BEC中的自维持态，其通过在潜在的平均场态周围存在李-洪-杨量子涨落而稳定。总的来说，多维几何提供了独特的机会来探索复杂的自我维持状态的存在，包括拓扑丰富的状态，这在一维几何中是不可能的。除了涡旋孤子之外，还有hopfion、skyrmions和混合涡旋-反涡旋复合体，它们已经在不同的模型中被预测。在这里，我们回顾了这一领域最近的里程碑式的发现，并概述了突出的开放性挑战。
2019-02-23 cond-mat.other cond-mat.quant-gas nlin.PS
Supersolid-like solitons in spin-orbit coupled spin-2 condensate
通过求解一个平均场模型，研究了准二维自旋轨道（SO）耦合自旋2凝聚体在铁磁相、循环相和反铁磁相的定态中出现的类超固体晶体结构，不同强度的SO耦合和原子间相互作用的相互作用在涌现解中产生了各种非平凡的密度模式.对于小SO耦合强度$γ$（$γ\approx 0.5$），对于极性、循环和弱铁磁相互作用，基态是一个轴对称的多环孤子，而对于强铁磁相互作用，基态是一个圆非对称孤子。条纹相也可以作为极性和环状相互作用的基态出现。对于中等的SO耦合强度（$γ\approx 1$），除了这些孤子，可以有一个准简并三角晶格孤子在所有的磁相位。进一步增加SO耦合强度（$γ\gtrapprox 4$），出现正方晶格和超条纹孤子的准简并态。所有这些孤子的出现可以从单粒子哈密顿量的解的研究中推断出来。
2022-01-19 cond-mat.quant-gas
Creation and manipulation of stable dark solitons and vortices in microcavity polariton condensates
孤子和涡旋在不同的物理系统中得到了广泛的关注，因为它们在信息存储，处理和通信中提供了潜在的用途。在半导体微腔中的激子-极化激元凝聚体中，可以光学地产生孤子和涡旋。然而，暗孤子是不稳定的，涡旋不能在空间上控制。在目前的工作中，我们证明了存在稳定的暗孤子和涡旋下的非共振非相干激发的极化激元凝聚与一个简单的空间周期泵。在一维中，我们表明，一个额外的相干光脉冲可以被用来创建或销毁一个暗孤子在一个控制的方式。在两个维度，我们证明了相干光束可以用来移动一个漩涡的晶格上的一个特定的位置或设置成运动，通过简单地切换周期性的泵结构从二维（晶格）到一维（条纹）。我们的理论研究结果打开了令人兴奋的可能性，光学按需产生和控制的暗孤子和涡旋的极化激元凝聚。
2017-03-23 cond-mat.quant-gas physics.optics
Long Josephson junctions with exciton-polariton condensates
我们证明了利用激子-极化激元凝聚体建立稳定的约瑟夫森$π$结条纹的可能性。任意长极化激元条纹之间的$π$结的稳定性在低泵浦下通过平衡蛇形不稳定性与朝向结的反向传播流来实现。与暗孤子没有什么不同，不稳定性在高泵浦下变得相关，导致形成涡旋偶极子。由此产生的结构可以被稳定化以产生直的和环形几何形状的约瑟夫森涡旋的静态晶格。我们的研究结果建立在室温下基于约瑟夫森效应的量子技术应用的实现。
2019-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Creating solitons by means of spin-orbit coupling
本文综述了Gross-Pitaevskii方程（GPEs）的自吸引立方非线性项和线性一阶导数项在自旋轨道耦合（SOC）作用下产生物质波孤子的理论结果。在一维（1D）中，这样预测的亮孤子与在没有SOC的情况下由GPE支持的著名的对应物相似。最近在2D和3D系统中获得了全新的结果：SOC抑制了多维GPE的坍塌不稳定性，产生了两种类型的完全稳定的2D基态孤子和亚稳态3D孤子：半涡旋（SV），其中一个自旋分量中的涡旋m = 1，另一个中的涡旋m = 0，以及混合模式（SV），其中两个分量中都存在m = 0和m =（+/-）1。最新结果表明，在平均场态附近的量子涨落引起的GPE系统的Lee-Huang-Yang修正存在的情况下，当各分量之间的相互吸引超过自排斥时，存在稳定的MM型二维“量子液滴”.
2018-05-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Stability and dynamics of dark-bright solitons in spin-orbit- and Rabi-coupled binary Bose-Einstein condensates
Bharathidasan University（巴拉迪达桑大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Government College for Women (Autonomous), Kumbakonam（甘布康纳姆女子自治学院）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
本文研究了合成自旋轨道与拉比耦合下二元玻色-爱因斯坦凝聚体中暗-亮孤子的稳定性与动力学，通过理论推导和数值模拟揭示了耦合作用对孤子特性的影响，为控制多分量量子流体提供了新工具。
2026-08-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Creating two-dimensional bright solitons in dipolar Bose-Einstein condensates
我们提出了一个在偶极玻色-爱因斯坦凝聚体（BECs）中产生准二维（2D）亮孤子的实验装置，该装置的存在已在Phys. Rev. Lett. 100，090406（2008）中所述。预期孤子的一个具有挑战性的特点是其强大的固有各向异性，由于偶极气体中的局部矩的必要的面内取向。这可能是第一次有机会制作多维物质波孤子，以及孤子具有各向异性，由于其内在的动力学。我们的分析是基于扩展的Gross-Pitaevskii方程，其中包括三体损耗和噪声的散射长度，引起的波动的电流感应必要的磁场，这是至关重要的因素充分描述的实验条件。通过系统的三维模拟，我们发现一个斜坡的情况下，散射长度和陷阱频率的变化，从而导致在创建强大的孤子，容易承受伴随的激发的凝聚。
2012-02-08 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Unlocked-relative-phase states in arrays of Bose-Einstein condensates
相位工程技术被用来控制由线性耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体构成的长玻色-约瑟夫森结阵列的动力学。就在系统的基本离散能带的中点处，未锁定的相对相位态与锁定的相对相位布洛赫波一起被证明是静止的。在有限的，实验上可行的系统中，这样的状态发现动态稳定的范围取决于耦合的相互作用能的比率。相同的比率决定了不同的衰减制度，其中包括交错孤子串在约瑟夫森环电流周围的结的凝聚体中的复发。这些瞬态孤子也被发现在其固定的配置，提供条纹密度态的暗孤子或亮孤子列车的装置。此外，最大异相（或张开）状态的制备被证明演变成一个振荡的凝聚体的均匀密度，保持恒定的系统的总密度和鲁棒性对噪声在低耦合。
2020-03-05 cond-mat.quant-gas
Two-dimensional solitons in extended GPE models with Lee-Huang-Yang corrections
National and Kapodistrian University of Athens（雅典国家卡波季斯特里安大学）；Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）
研究扩展广义彭罗斯方程中二维孤立波，用多尺度渐近方法推导有效模型，构建多种孤子近似解析解，通过数值模拟监测其动力学稳健性，揭示了平均场和量子涨落竞争模型中的多维孤子解。
2026-07-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Bright soliton dynamics in Spin Orbit-Rabi coupled Bose-Einstein condensates
研究了含时谐振子阱中自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚的动力学，通过构造拉克斯对证明了动力学系统是完全可积的。然后，我们采用规范变换的方法来见证一个相对较小的值的SO耦合在时间无关的谐波陷阱相比，他们的同行在瞬态陷阱的凝聚的快速振荡。通过对瞬态势阱中凝聚态从束缚势阱到排斥势阱的演化过程的跟踪，我们发现凝聚态在排斥势阱中发生了坍缩。我们进一步指出，人们可以通过费什巴赫共振来操纵散射长度，从而延长束缚阱的寿命，使凝聚态复活。以SO耦合态为初始态，数值模拟结果表明，在SO耦合BEC上加强Rabi耦合，虽然破坏了动力学系统的可积性，但并不影响凝聚体的稳定性。
2017-03-27 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Stable nonlinear modes sustained by gauge fields
我们揭示了规范场对旋量多维非线性薛定谔方程中孤子的存在、演化和稳定性的普遍影响。在二维情形下，我们证明了当规范场分裂为纯规范场和产生\rtext{effective potential}的\rtext{non-pure gauge}时，这些分量在孤子动力学中的作用是不同的：产生态的\btext{localization characteristics}由曲率决定，而纯规范场影响模的稳定性.这些解分别可以精确地表示为与纯规范无关的包络，调制定态载流子模态与曲率无关。我们的中心发现是，非零曲率可以导致不寻常的模式的存在，特别是，使稳定的本地化的自陷基本和携带涡旋的状态在介质中具有恒定的排斥相互作用，没有额外的外部限制的潜力，甚至在驱逐外部陷阱。
2020-07-14 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Dipolar condensates with tilted dipoles in a pancake-shaped confinement
本文讨论了偶极取向对饼形约束中偶极玻色-爱因斯坦凝聚体平均场动力学的影响。准二维凝聚体的稳定性，相对于倾斜角，被发现是不同的从一个二维层的偶极子，表示相关的横向延伸，同时表征二维偶极系统。通过倾斜偶极，呈现高度可调谐的、类似于Rotonlike的最小值的各向异性激发光谱可以完全由偶极-偶极相互作用产生。在魔角和接触相互作用的情况下，长波长激发不是声子，总是不稳定的。与声子不稳定性相反，在均匀凝聚体中，后旋子不稳定性动力学的特征是瞬态的，无缺陷的条纹图案，最终经历局部坍塌，并将凝聚体驱动回稳定状态可以使它们持续更长时间。条纹之间的跳跃已被观察到之前，它融化成一个均匀的状态，在耗散的存在。最后，我们讨论了一类解决方案，其中准二维凝聚体是自陷在一个方向，以及制度的相互作用参数，包括有吸引力的短程相互作用，在其中的二维各向异性孤子可以稳定，我们表明，铬凝聚体与相对较少的原子数是非常适合于此。
2016-10-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
