Josephson-like oscillations in toroidal spinor Bose-Einstein condensates: a prospective symmetry probe
约瑟夫森结是许多现有量子技术中使用的超导电路的基本成分。此外，超冷原子量子气体也成为研究超流性的重要平台。在这里，我们探讨了超导性和超流性之间的类比，提出了一个有趣的效果所造成的薄有限势垒在准一维环形旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。在这个系统中，流过势垒边缘的原子电流密度会发生振荡，就像超导体中流过约瑟夫森结的电流一样，但在我们的例子中，没有电流通过势垒。我们还展示了非平凡的对称性破缺状态的旋量BEC如何改变这种约瑟夫森电流的结构，创造了探测旋量对称性的可能性，仅使用这种超流电流的测量。
2022-04-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing superfluidity of periodically trapped ultracold atoms in a cavity by transmission spectroscopy
利用输入输出方法研究了周期玻色凝聚原子与腔光子耦合系统。我们表明，腔将作为一个通过洛伦兹过滤器时，冷凝物的超流分数是最小的或完全反射输入场时，超流分数是最大的。我们表明，通过监测透射场和反射场之间的比率，可以估计超流分数。
2009-05-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Competition between Normal Superfluidity and Larkin-Ovchinnikov Phases of Polarized Fermi Gases in Elongated Traps
将反对称超流局域密度近似（ASLDA）应用于极细长势阱中具有么正性的强相互作用极化原子气体，得到了具有显著对势横向振荡的Larkin-Ovchinnikov（LO）型解族.这些LO态与具有平滑配对势的超流态共存。我们认为，LO相位可以通过实验获得的陷阱的纵横比增加。我们发现，在ASLDA中包含的局部不对称效应不支持变形超流核心预测先前Bogoliubov-德Gennes治疗。
2010-07-22 cond-mat.quant-gas nucl-th
Quantized Vortices and Four-Component Superfluidity of Semiconductor Excitons
我们研究了GaAs量子阱中的空间间接激子，限制在一个10微米的静电陷阱。低于约1开尔文的临界温度，我们检测到宏观的空间相干性和量子化的旋涡中发出的微弱光致发光的陷阱。这些量子签名被限制在一个狭窄的密度范围内，在稀释的制度。它们表明了四组分超流体的形成，由低数量的光学亮激子相干耦合到占主导地位的光学暗激子。
2017-04-12 cond-mat.quant-gas
Bose-Einstein condensates in toroidal traps: instabilities, swallow-tail loops, and self-trapping
我们研究了在没有耗散的情况下，超冷玻色子气体被困在环形几何中并由旋转驱动的稳定性和动力学。我们首先划定，通过Bogoliubov模式扩展，区域的稳定性和性质的排斥和吸引力的相互作用强度的系统的不稳定性。为了研究系统对旋转速率变化的响应，我们引入了“无序”势，打破了旋转对称性。我们证明了绝热性的故障的旋转速率是缓慢变化的，并发现系统的本征态之间的强制隧道。非绝热性通过在最低能级中出现燕尾环来表示，这是滞后的一般标志。然后，我们表明，该系统是在一对一的对应关系，在一个双阱势的捕获气体，从而表现出宏观量子自陷。最后，我们指出自陷是最低能级行为的直接表现。
2013-01-25 cond-mat.quant-gas
Strong-coupling expansion for ultracold bosons in an optical lattice at finite temperatures in the presence of superfluidity
本文发展了一种强耦合（$t \ll U$）展开方法，用于计算在有限温度和有限场相互作用下，存在超流区的光晶格中玻色原子的密度分布.我们的结果与有限温度下的量子蒙特卡罗模拟吻合得很好。我们还证明了超流序参量由于邻近效应在陷阱中永远不会消失。在适当的温度下，我们对真空到超流转变的标度密度的计算与实验数据符合得很好。我们提出了计算每个粒子的熵作为温度的函数，可以用来校准实验中的温度。我们还讨论了与实验中证明普适量子临界标度有关的问题。
2013-08-21 cond-mat.quant-gas
The Snake Instability of Ring Dark Solitons in Toroidally Trapped Bose-Einstein Condensates
我们发现，环形暗孤子的蛇不稳定性的发病需要对称性破缺。我们还明确阐明虚Bogoliubov模式和蛇不稳定性之间的联系，预测产生的涡反涡对的数量。此外，我们提出了一个简单的模型，给出了一个物理动机，为什么蛇不稳定发生。最后，我们表明，紧限制在一个环形的潜力，实际上提高了孤子衰减由于孤子运动的抑制。
2012-10-15 cond-mat.quant-gas
Spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates held under toroidal trap
我们研究了在环形阱中合成自旋轨道耦合的准自旋- $1/2$玻色-爱因斯坦凝聚体，并表明该系统具有丰富的基态和亚稳态。随着中心空穴区域的增加，即，势从类谐波态向类环状态变化，凝聚态呈现出三角条纹、花瓣状和反循环态等多种结构。我们还表明，旋转系统具有奇异的旋涡配置。在准一维环的极限下，得到了量子多体基态，发现它是碎裂的凝聚体。
2016-10-29 cond-mat.quant-gas
Spin-orbit-coupled spin-1 Bose-Einstein condensates in a toroidal trap: even-petal-number necklacelike state and persistent flow
自旋-轨道耦合具有新颖的自旋翻转对称性，自旋为1的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体具有有意义的相互作用，环形陷阱具有拓扑非平凡性。我们将这三个结合在一起，并研究在Rashba自旋轨道耦合自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体与环形陷阱的基态相图。自旋翻转对称性产生了两个不同的有趣的阶段：持续流与单位相位绕组之间的三个组件的差异，项链状态与偶数花瓣数。通过二维数值计算和一维方位角解析模型对这些相的参数区域和性质进行了表征。
2021-09-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Persistent currents in two-component condensates in a toroidal trap
研究了环形阱中两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中持续流在混溶和不混溶两种状态下的稳定性。在混溶制度，我们表明，超流衰减与自旋密度Bogoliubov模式的线性不稳定性。我们发现一个区域的部分稳定，在那里的流量是稳定的，而在少数组件中衰减。我们还描述了两个组件之间的相对速度大的动力学不稳定性出现。在不混溶制度的稳定性标准进行了修改，并取决于特定的密度分布的两个组件。两个组件之间的相干耦合的效果进行了讨论。
2014-04-03 cond-mat.quant-gas
Layering and superfluidity of soft-core bosons in shallow spherical traps
Università di Firenze（佛罗伦萨大学）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）；TU Wien（维也纳工业大学）；Università degli Studi di Messina（墨西拿大学）；University of Kwazulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学）；National Institute of Theoretical and Computational Sciences (NIThECS)（理论与计算科学国家研究所）
研究通过蒙特卡罗模拟揭示了浅层球形陷阱中软核心玻色子的分层结构及超流性消失现象，展示了二十面体和十二面体对称性的簇排列。
2026-03-04 cond-mat.quant-gas
Rotation of a Bose-Einstein Condensate held under a toroidal trap
在\cite{bssd}实验的基础上，对置于谐波加高斯阱中的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体进行了数值和解析研究。旋转频率$Ω$必须保持在谐振势的捕获频率之下，我们发现凝聚体具有包含三角形涡旋晶格的环形形状。随着$Ω$接近$ω$，冷凝物的宽度和中心孔内的循环变大。我们能够提供的冷凝物的大小和流通的最低朗道能级极限和费米极限的分析估计，提供与实验相一致的分析。
2009-12-17 cond-mat.quant-gas
Geometric scale invariance as a route to macroscopic degeneracy: loading a toroidal trap with a Bose or Fermi gas
一个容易扩展的环形几何结构提供了一个机会，在玻色-爱因斯坦凝聚体中产生大规模的持续电流，为研究Kibble-Zurek机制，并为调查的环形捕获简并费米气体。我们详细考虑了玻色或费米气体从谐波陷阱等熵加载到尺度不变的环形制度，表现出高度的系统不变性时，增加环的半径的过程。在加载玻色气体所涉及的加热进行评估分析和数值，在临界温度以上和以下。我们的数值计算处理Hartree-Fock-Bogoliubov-Popov理论内的相互作用。简并度的变化极小，观察到在很宽的初始温度范围内，并确定了一个制度的冷却。通过研究系统的态密度，进一步分析研究了尺度不变性，揭示了玻色子和费米子在这个陷阱中的尺度不变性的鲁棒性。我们给出了分析结果的一个Escheras-Fermi治疗。我们计算了由于加载自旋极化的费米气体的加热，并与分析结果进行了比较，高，低温制度。费米气体在加载过程中受到不可约的加热，这是由于失去了一个热化自由度而引起的。
2010-05-04 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
Dipolar condensates confined in a toroidal trap: ground state and vortices
本文研究了52 Cr原子的玻色-爱因斯坦凝聚体在一个环形势阱中的s波接触相互作用。我们分析的偶极相互作用的各向异性性质的影响，通过考虑的磁化轴垂直于陷阱对称轴。在没有中心排斥势垒的情况下，当陷阱是纯谐波时，减少散射长度的效果是调整系统的几何形状：从大的煎饼形凝聚体到小散射长度的雪茄形凝聚体。对于一个环形陷阱中的凝聚体，在一个固定的径向距离与中央排斥高斯势垒的相互作用相结合，产生的粒子密度的方位角依赖性。我们发现，沿磁化方向的密度随着散射长度的减小而减小，但在垂直轴上呈现两个对称的密度峰。对于更低的散射长度的值，我们观察到系统经历偶极诱导的对称性破缺现象。整个密度集中在其中一个峰上，就像一个被转移了原点的雪茄状凝结物。在这种情况下，我们还分析了固定涡旋状态和它们相关的速度场，发现后者也表现出很强的方位角依赖性小的散射长度。沿z方向的角动量的期望值提供了不同密度峰中的速度之间的差异的定性测量。
2010-01-20 cond-mat.quant-gas
Ground states of dipolar spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates in a toroidal trap
本文研究了环形阱中偶极自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构。讨论了偶极-偶极相互作用（DDI）和自旋-轨道耦合（SOC）对系统基态的综合影响。作为SOC和DDI强度的函数，得到基态相图。作为两个新的自由度，DDI和SOC可以用来获得所需的基态相位和控制不同基态之间的相变。特别地，该系统显示出奇异的拓扑结构和自旋织构，如半量子涡旋、涡旋弦、涡旋项链、包含巨涡旋和隐藏反涡旋链的复杂涡旋晶格、不同的skyrmion、meron（half-skyrmion）-antieron（half-antiskyrmion）项链以及复合meron-antieron晶格.
2019-11-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Parametric triggering of vortices in toroidally trapped rotating Bose-Einstein condensates
我们研究了在环形阱中触发旋转的玻色-爱因斯坦凝聚体产生涡旋的过程，所用的阱参数为激光束腰和高斯势深。通过数值求解二维时间相关的Gross-Pitaevskii方程，当我们改变高斯势深时，当照射激光束的束腰与凝聚体的面积一致时，我们观察到涡旋结构的变化和涡旋数量的显著增加。通过计算冷凝物的均方根半径，我们确认作为冷凝物的均方根半径和激光束腰之间的比率的函数产生的涡旋的数量的变化。特别地，当上述比率接近值0.7时，隐藏涡旋的数量达到最大值。我们发现在高斯势较深的情况下，涡旋的数量变化较快，并且我们得出结论，较大的束腰和较深的高斯势产生更多的涡旋。此外，我们计算的涡的数量使用费曼规则与托马斯费米近似，并与数值结果进行比较。我们还观察到临界转动频率随高斯势深度的增加而减小。
2022-11-19 cond-mat.quant-gas
Decay of a superfluid current of ultra-cold atoms in a toroidal trap
使用截断维格纳近似的数值实现，我们模拟实验报告的Ramanathan等人。106，130401（2011），其中在环形阱中产生玻色-爱因斯坦凝聚体，并通过相位印记技术使其旋转。然后在阱中放置势垒以研究超流的衰减。我们发现，电流衰减通过热激活的相位滑移，这也可以被视为在径向方向上穿过势垒区的涡流。采用实验中使用的临界速度的概念，我们确定它是低于当地的声速的障碍，在矛盾的零温度Gross-Pitaevskii方程的预测。我们绘制了超流衰变率和临界速度作为温度的函数，并观察到强烈的依赖性。热涨落提供了实验观察到的声子速度的临界速度减少的部分解释。
2014-08-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vortex states and spin textures of rotating spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates in a toroidal trap
研究了旋转二维环形阱中Rashba自旋轨道耦合赝自旋1/2玻色-爱因斯坦凝聚体的基态性质.在自旋轨道耦合（SOC）不存在的情况下，旋转频率的增加增强了初始混溶BEC巨涡的形成，而初始不混溶BEC则会形成具有不规则隐涡结构的半环密度斑图.在没有旋转的情况下，强的2D各向同性SOC产生最初不混溶的BEC的螺旋状条纹相。系统地讨论了转动、SOC和原子间相互作用对系统基态涡旋结构和典型自旋织构的综合影响。特别是，当旋转频率高于临界值时，各向同性SOC的增加有利于在每个分量中出现可见的涡环，并伴随着一个隐藏的巨涡和一个（多个）隐藏的涡环。在一维各向异性SOC的情况下，大的SOC强度导致隐藏的线性涡串的产生和从初始相分离（相混合）相混合（相分离）的过渡。此外，在该系统中还发现了特殊的自旋织构，包括skyrmion晶格、skyrmion对和skyrmion弦。
2017-03-04 cond-mat.quant-gas
Rotational properties of superfluid Fermi-Bose mixtures in a tight toroidal trap
我们考虑一个玻色-爱因斯坦凝聚体与一对费米超流体的混合物，被限制在一个环势中。我们从两个云的基态开始，确定它们的相分离和相共存的制度之间的边界。然后，我们转向系统的旋转响应。在相分离区，我们有质心激发。当两种物质共存时，光谱具有丰富的结构，由连续和不连续的相变组成。此外，对于一个合理的大的人口不平衡，它开发了一个明确的准周期性的行为，除了由于周期性的边界条件。因此，对于一个组分来说，处于平面波状态是有利的，具有均匀的密度分布，并且问题类似于单组分系统的问题。
2020-07-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Structure, Bose-Einstein condensation and superfluidity of two-dimensional confined dipolar assemblies
利用蒙特卡罗模拟系统地研究了二维偶极玻色子简谐约束系统的低温性质。对不同数量的粒子和约束势强度进行的计算证明了从超流体到类晶体相的量子相变，这与在均匀系统中观察到的一致。结果表明，随着密度的增加，晶相在陷阱中心形核。玻色-爱因斯坦凝聚在T = 0时在进入结晶相时消失，同时超流响应消失。
2011-06-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Observation of Spin Superfluidity in a Bose Gas Mixture
实验研究了有限温度下简谐囚禁玻色-爱因斯坦凝聚钠原子二元混合体的自旋动力学。在碰撞制度的热分量的运动被示出为阻尼，因为自旋阻力，而两个凝聚体表现出逆流振荡没有摩擦，从而提供了直接的证据自旋超流性。结果也报告在无碰撞制度的冷凝物和热部分的自旋分量振荡无阻尼，它们的相对运动被驱动的平均场效应。我们还测量了静态极化率的凝聚和热的部分，我们发现一个大的增加凝聚极化率相对于T=0的值，与理论预测一致。
2018-03-27 cond-mat.quant-gas
Creation and revival of ring dark solitons in a toroidal Bose-Einstein condensate
提出了一种在环形囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中同时控制产生多个同心环暗孤子的方案。这些孤子衰减成涡旋-反涡旋项链，显示了孤子结构的复兴，但最终成为量子湍流的一个例子。
2013-09-03 cond-mat.quant-gas
Vortices in a toroidal Bose-Einstein condensate with a rotating weak link
最近的一个实验[K.C. Wright et.等，Phys. Rev. Lett. 110，025302（2013）]，我们研究了环形捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化循环态之间的确定性不连续跳跃。这些相位滑移是由旋转薄弱环节产生的涡流激励引起的。我们分析了由旋转势垒控制的局域凝聚密度耗尽和原子超流对环形凝聚中涡旋的能量和动力学稳定性的影响。我们在一个三维耗散平均场模型中模拟的冷凝物的动力学参数类似的实验条件。此外，我们认为远远超出了实验探索区域的搅拌冷凝物的动力学，并揭示复杂的涡旋动力学令人惊讶的表现。
2014-09-22 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Reentrant Superfluidity and Pair Density Wave in Single Component Dipolar Fermi Gases
本文用对涨落理论研究了三维单组分偶极费米气体的超流性。转变温度$T_{c}$的优势$p_z$波超流性表现出显着的重入行为的偶极-偶极相互作用（DDI）诱导的配对强度的函数，这导致各向异性对色散。DDI的各向异性和长程性质导致$T_c$在中等相互作用强度的窄范围内消失，其中成对密度波态作为基态出现。超流密度和热力学低于$T_{c}$，随着在谐波陷阱的密度分布，以及调查，在整个BCS-BEC交叉。实验的影响进行了讨论。
2016-06-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Condensate-free superfluidity induced by frustrated proximity effect
自从He ~ 4超流性的发现和朗道的唯象理论提出以来，玻色凝聚与超流性的关系一直是人们争论的焦点。到目前为止，已知He 4在低温下既是超流的又是凝聚的，更一般地说，在D \geq 2维中，所有在实验中实现的超流玻色子模型都是在它们的基态下凝聚的，最近的例子是由被困在光晶格中的超冷玻色子原子提供的。在本文中，它表明，在T=0时不凝聚的玻色子的二维气体可以通过填充一个层，通过受挫邻近效应从超流水库。这种无凝聚玻色子流体被进一步证明是一种超流体与不相称的相关性。
2011-03-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluidity and relaxation dynamics of a laser-stirred 2D Bose gas
利用经典场动力学方法研究了含$^{87}$ Rb原子的二维玻色气体的超流行为。在R. Desbuquois \textit{et al.}，Nat. Phys. \textbf{8}，645（2012）中描述了通过沿着围绕阱中心的圆形路径的蓝色失谐激光束来搅拌阱中的2D准冷凝物。在这里，我们从理论的角度来研究这个实验。由搅拌引起的加热在速度$v_c$以上迅速增加，我们将该速度定义为临界速度。我们确定的超流，交叉，和热制度的有限，急剧下降，和消失的临界速度，分别。我们表明，加热的发生是由于创建的涡旋-antivortex对。直接比较我们的数值计算结果的实验结果显示出良好的一致性，如果一个系统的临界相空间密度的移位。我们将这种转变与冷凝物和热翼之间缺乏热平衡有关，热翼在实验中用于提取温度。我们通过研究冷凝物和热云之间的完全弛豫动力学来扩展这一观察。
2017-03-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bose-Einstein Condensates in Spin-Orbit Coupled Optical Lattices: Flat Bands and Superfluidity
近年来，在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中实现了自旋-轨道（SO）耦合，激发了人们对自由空间或谐振子阱中SO耦合超流体的广泛研究。然而，在光晶格中SO耦合BEC的丰富的物理过程在很大程度上尚未被探索。本文证明了在适当的参数范围内，一维SO耦合光晶格中的最低Bloch态形成孤立的平带，从而为探索最近著名的晶格拓扑平带物理提供了一个实验可行的平台。我们发现，即使在BEC的平均场相互作用的平带被保存。通过动力学分析和朗道稳定性分析研究了SO耦合晶格中BEC的超流性，证明了BEC在整个平带上是稳定的。
2013-02-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Delocalization and superfluidity of ultracold bosonic atoms in a ring lattice
在截断多体空间中，通过精确对角化研究了具有周期性准一维圆环晶格势的小系统中玻色原子的性质。多体哈密顿量的展开被认为是在第一带的布洛赫函数，并没有关于限制最近邻跳跃（紧束缚近似）的假设。有限尺寸版本的零温度相图的Fisher等。\cite{Fisher}得到的结果，在显着的定量对应的结果可用于较大的系统，进行了讨论。在双流体唯象学的背景下研究了与超流性有关的基态性质。在实验室坐标系中，由与小旋转角速度相关的固有惯性组成的基本工具被用来数值地获得基态“超流分数”。在所采用的几何形状的情况下，它们与一体的均匀螺线管电流解析地相关联。这些电流一般是来自相关的约化单体密度的每个本征态的贡献的非相干叠加，以相应的占据数作为权重。因此，只有当所有玻色子只占据一个本征态时，才会发生完全相干。所获得的数值的超流分数保持小的整个参数区域对应的“莫特绝缘体超流”的过渡，并饱和在统一的晶格是完全平滑。
2013-10-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Beyond superfluidity in driven non-equilibrium Bose-Einstein condensates
对开放的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的超流现象进行了数值和解析分析。研究发现，超流相是可行的，即使在声速以上，由于不均匀的非平衡过程的力量反对均匀过程的贡献。此外，对于特定的泵浦/衰减策略，可以观察到加速杂质的状态。所有的发现都是在复杂的Gross-Pitaevskii（GP）理论中产生和湮灭的。利用这个框架，可以计算出杂质以速度v通过开放凝聚体时作用在杂质上的有效力。结果表明，从v = 0时的零运动状态开始，力随速度的增加而不断增大/减小，这一性质可以追溯到扩展的GP模型中附加的均匀湮灭/产生项。我们的研究结果站在形成鲜明对比的拓扑相变的概念，以无摩擦流低于临界速度观察到的平衡玻色-爱因斯坦凝聚体的分析，数值和实验捕获的原子。
2017-04-04 cond-mat.quant-gas
Antiferromagnetism and superfluidity of a dipolar Fermi gas in a 2D optical lattice
在偶极费米气体中，在交流电场的作用下，费米子之间的偶极-偶极相互作用可以转化为赝自旋之间的偶极伊辛相互作用。在二维光晶格中，由于反铁磁性和超流性的竞争，这种偶极费米气体在零温下具有非常丰富的相图。在半填充时，反铁磁态是有利的基态。在较小的填充因子下，超流态表现为基态。在它们之间有一个相位分离的区域。超流态的序参量可以根据填充因子和相互作用强度表现出不同的对称性，包括d波（$d$）、扩展s波（$xs$）或它们的线性组合（$xs+i\times d$）。目前的实验的影响进行了讨论。
2011-11-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Self-interference of a toroidal Bose-Einstein condensate
我们证明了环形陷阱和相关的环形几何在诱导环形玻色-爱因斯坦凝聚体的自干涉中所起的作用。我们首先展示如何存在的自干涉可以推断从维格纳函数表示的环。然后，使用解析表达式的时间演化的一个自由膨胀的环凝聚体和没有持续电流，我们表明，自干扰的环凝聚体是可能的，只有在没有持续电流。最后，我们提出了一个实验方案，利用环形自干涉产生环形暗孤子。
2013-12-12 cond-mat.quant-gas
Pathway to chaos through hierarchical superfluidity in a cavity-BEC system
研究了原子关联在耦合到耗散腔中的玻色-爱因斯坦凝聚体中的作用。使用一个真正的多体的方法，超越平均场，我们提取的密度分布和多体相关性，揭示了一个路径的混沌在大泵浦功率通过分级自组织的原子，其中原子从单阱光晶格过渡到双阱光晶格。原子的相关态出现，其特征在于局部超流相关的相位是全球超流或莫特绝缘。局部超流莫特过渡被排除通过准周期吸引子发生的混沌动力学不稳定。我们的结果解释了实验中观察到的动力学不稳定性背后的机制。
2020-05-25 cond-mat.quant-gas
Collective Excitation Interferometry with a Toroidal Bose-Einstein Condensate
使用捕获和引导原子干涉仪的紧凑型惯性传感方案的精度受到由捕获势和相互作用引起的不受控制的相位误差的限制。在这里，我们提出了一个声学干涉仪，使用声波在一个环形的玻色-爱因斯坦凝聚体来测量旋转，我们实验证明了这种类型的干涉仪的几个关键方面。我们使用空间图案化的光束，以激发反传播的声波内的凝聚和使用\emph{in situ}吸收成像来表征其演变。我们提出了一种分析技术，通过该技术，我们分别提取的驻波声学模式的振荡频率，在捕获电位的静态缺陷所造成的频率分裂，以及由于旋转的驻波图案的特征进动。在解析和数值计算的支持下，我们解释了我们的测量中的噪声，这是占主导地位的原子散粒噪声，在旋转噪声。虽然我们的声学干涉传感器在$\sim \mbox{rad}\, \mbox{s}^{-1}/\sqrt{\mbox{Hz}}$水平上的噪声由于快速的声学阻尼和小的阱半径而很高，但是概念验证设备确实以比自由下落原子干涉仪高$10^4 - 10^6$倍的密度和小$10^9$倍的体积操作。
2014-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Phase-slippage and self-trapping in a self-induced bosonic Josephson junction
当偶极垂直于阱对称轴取向且s波散射长度足够小时，环形阱中的偶极凝聚态构成自感Josepshon结.由平均场偶极相互作用的各向异性特性产生的环形双阱势具有足够的鲁棒性，能够维持自陷动力学，当两个阱之间的初始布居不平衡较大时，自陷动力学就会发生。我们表明，在这个系统中的自陷制度是直接相关的涡诱导的相位滑移动力学。在粒子数不平衡达到最小值之前，低密度区的涡旋和反涡旋会自发地成核，然后沿相反的方向穿过连接处，这种涡旋动力学在两个弱连接的凝聚体之间产生了相位滑移，导致粒子通量的反转。
2011-09-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing superfluidity of Bose-Einstein condensates via laser stirring
研究了$^6$ Li分子玻色-爱因斯坦凝聚体的超流行为。在Weimer等人的实验中，物理修订版信函114，095301（2015）一个冷凝物被一个弱的，红色失谐的激光束沿着围绕陷阱中心的圆形路径搅拌。感应加热的速率在速度$v_c$以上急剧增加，我们将其定义为临界速度。低于这个速度，移动的光束几乎不产生热量。在本文中，我们展示了一个定量的理解的临界速度。使用数值和分析的方法，我们确定的非零温度，搅拌器的圆周运动，和云的密度分布的影响$v_c$的大小的关键因素。与实验数据的直接比较显示出极好的一致性。
2015-10-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Counterflow and paired superfluidity in one-dimensional Bose mixtures in optical lattices
我们研究了超冷玻色子原子混合物在一个光晶格中的量子相位，光晶格将运动或跳跃限制在一个空间维度。利用Tomonaga-Luttinger液体理论和时间演化块抽取（TEBD）的数值方法找到相。我们考虑一个二元混合物与排斥的种内相互作用，或者排斥或吸引的种间相互作用。对于一个均匀的系统，我们发现在不同的填充和跳跃能量的配对和逆流超流相。我们还预测了这些类型的超流秩序与电荷密度波秩序共存的参数区域。我们表明，Tomonaga-Luttinger液体理论和TEBD定性同意的位置相边界的超流性。然后，我们描述了如何修改这些阶段，可以检测到当一个额外的谐波陷阱。特别是，我们展示了如何实验可测量的量，如飞行时间图像和结构因子，可以用来区分量子相位。最后，我们建议应用Feshbach斜坡检测成对的超流状态，和一个$π/2$脉冲后，布拉格光谱检测逆流超流相。
2009-06-11 cond-mat.quant-gas
Excitation spectrum of a toroidal spin-1 Bose-Einstein condensate
我们解析地计算了自旋为1的环形玻色-爱因斯坦凝聚体的Bogoliubov激发谱，该凝聚体在均匀磁场中，在超精细自旋的$m_F=\pm 1$分量中含有任意缠绕数的涡旋。我们表明，一个rotonlike频谱可以得到，或一个初始稳定的凝聚可以通过调整磁场的大小或捕获频率不稳定。不稳定性的结构可以通过测量自旋分量的粒子密度来分析。我们通过数值模拟证实了分析计算的有效性。
2013-09-19 cond-mat.quant-gas
Photon-assisted tunneling resonantly controlling spin current of a spin-orbit-coupled atom in a toroidal trap
本文利用光子辅助隧穿共振技术，在环形阱中自旋轨道耦合的无相互作用 BEC 系统中实现了可精确控制方向和强度的交流自旋流与质量流，并基于三能级模型解析描述了相关共振现象。
2024-06-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Superflow in a toroidal Bose-Einstein condensate: an atom circuit with a tunable weak link
我们在全光阱中的环形玻色-爱因斯坦凝聚体中产生了长寿命（~ 40 s）的持续电流。一个排斥性的光学屏障在凝聚回路中产生了一个可调的弱连接，这会影响回路周围的电流。当局部流速超过临界流速时，超流在屏障强度处突然停止。测得的临界速度是一致的耗散，由于创建涡-反涡对。该系统是基本闭环原子电路的首次实现。
2011-02-02 cond-mat.quant-gas
Persistent Currents in Toroidal Dipolar Supersolids
本文研究了一个囚禁在环形几何中的偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的转动性质。通过研究旋转坐标系下和固定角动量下的基态，我们观察到凝聚体在超流或超固相中的作用方式有明显的不同。我们发现，有趣的是，环形偶极冷凝物可以支持超固体持续电流发生在局部最小值的基态能量作为角动量的函数，其中该状态有一个涡旋的解决方案中的超流组件的冷凝物。这种状态的衰变被一个屏障阻止，该屏障部分由一部分冷凝物模仿固体旋转的状态组成，旋转方向与涡旋方向相反。此外，旋转的环形超固体表现出滞后行为，这是定性不同的取决于超流部分的冷凝物。
2020-03-13 cond-mat.quant-gas
Defect-Driven Superfluid Crossover for Two-Dimensional Dipolar Excitons Trapped at Thermodynamic Equilibrium
我们研究了双GaAs量子阱中10 $μ$ m陷阱中的超冷偶极激子。在局域密度近似下，首次给出了激子在纯热力学平衡下的状态方程。在这个制度中，我们表明，低于约$1$开尔文的临界温度，超流体的形式在内部区域的陷阱在局部激子密度$n \sim 2-3 \, 10^{10} \text{cm}^{-2}$，包围了一个更稀的和正常的组件在外缘的陷阱。值得注意的是，这种空间排列与激子密度中的缺陷浓度直接相关，激子密度在超流性开始时突然减少，从而指向潜在的Berezinskiii-Kosterlitz-无缺陷机制。
2018-05-21 cond-mat.quant-gas
Superfluidity and Bose-Einstein condensation in a dipolar Bose gas with weak disorder
本文研究了有限温度下具有高斯关联函数的弱随机势场中三维均匀偶极玻色气体的性质。使用Bogoliubov理论（超出平均场），我们计算的超流和凝聚分数的相互作用强度一方面和宽度和强度的无序的另一方面。分析了无序势对二阶关联函数、基态能和化学势的影响。我们发现，对于固定的无序势的强度和关联长度，偶极-偶极相互作用导致修改的凝聚和超流分数。我们发现，对于一个强大的无序强度的凝聚分数变得大于超流分数。本文讨论了在大粒子数情况下俘获势对无序偶极玻色的影响。
2015-06-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Realization of a Synthetic Hall Torus with a Topological Charge Pump in a Spinor Bose-Einstein Condensate
Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）；Department of Physics, University of Mumbai（孟买大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文学系）；Department of Physics, National Tsing Hua University（国立清华大学物理系）
利用极化玻色-爱因斯坦凝聚体在环形陷阱中实现合成霍尔环，通过控制相位实现密度调制，研究量子霍尔物理和拓扑现象。
2026-10-26 cond-mat.quant-gas
A repulsive atomic gas in a harmonic trap on the border of itinerant ferromagnetism
除了超流性，巡回（斯托纳）铁磁性仍然是相关费米系统中最具特征的相之一。最近的一个实验报道了双组分超冷费米气体中费什巴赫共振排斥侧的新相行为的第一个证据。通过调整最近的理论研究，原子陷阱的几何形状，我们表明，绝热铁磁转变将发生在一个较弱的相互作用强度比在实验中观察到的。这种差异激发了一个简单的非平衡理论，该理论考虑了磁缺陷和三体损耗的动力学。开发的形式主义显示出良好的定量与实验一致。
2009-10-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Formation of local and global currents in a toroidal Bose--Einstein condensate via an inhomogeneous artificial gauge field
本文研究了准一维和二维环形环境中，依赖于位置的人工规范场对原子玻色-爱因斯坦凝聚体的影响。在玻色-爱因斯坦凝聚体中，非均匀人工规范场分别通过沿环和涡旋的相位梯度诱导出全局和局部流。我们观察到两个不同的制度在系统中取决于径向尺寸的环和强度的规范场。对于弱人工规范场，角动量增加，正如预期的那样，以量子化的方式;然而，对于更强的场值，角动量表现出线性（非量子化）行为。我们还描述了非圆柱对称陷阱的角动量。
2021-12-08 cond-mat.quant-gas
Dimensional reduction in Bose-Einstein condensed clouds of atoms confined in tight potentials of any geometry and any interaction strength
受玻色-爱因斯坦凝聚原子在各种几何形状（细长和/或环形/环状）的紧阱势中进行的大量实验的启发，我们发展了一种通用的方法，使我们能够将相应的序参量的三维Gross-Pitaevskii方程简化为有效的一维方程，考虑到相互作用（即，可变地处理横向轮廓的宽度）和俘获电势的曲率。作为我们模型的一个应用，我们考虑了在环形囚禁势中旋转的原子。我们评估的最低能量状态的角动量的一个固定值内的各种近似的有效的一维模型，并比较我们的结果与三维问题的完全解决方案，从而得到我们的模型的准确性的证据。
2017-01-28 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Quantum Monte Carlo study of a two dimensional dipolar Bose gas in a harmonic trap
本文用量子蒙特卡罗方法研究了简谐势阱中具有偶极矩的二维玻色粒子系统的基态性质。偶极子的方向被假定为由外部场固定。我们研究了当系统的偶极矩方向改变时系统的行为。我们的分析是使用路径积分蒙特卡罗模拟在大正则系综，使用蠕虫算法。我们研究系统的大小不断增加，专注于空间分布的陷阱内的原子和超流部分的样品。我们发现，垂直偶极子形成晶体，其特征在于由壳结构，而倾斜的偶极子诱导条纹结构的效果。我们发现类似的行为可以在模拟经典系统中找到。垂直偶极子显示非经典惯性，而强烈的倾斜减少超流性。
2014-04-07 cond-mat.quant-gas
Persistent superfluid flow arising from the He-McKellar-Wilkens effect in molecular dipolar condensates
我们表明，He-McKellar-Wilkens效应可以诱导一个持续的流动中的玻色-爱因斯坦凝聚体的极性分子被限制在一个环形陷阱，通过电偶极矩介导的偶极相互作用。对于具有磁偶极矩的原子的玻色-爱因斯坦凝聚体，我们表明，虽然理论上可以通过Aharonov-Casher效应诱导持续流动，但所需的电场强度是禁止的。我们还概述了一个实验的几何形状，专门用于观察的He-McKellar-Wilkens效应在toroidally-trapped冷凝。
2016-06-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Spin squeezing by tensor twisting and Lipkin-Meshkov-Glick dynamics in a toroidal Bose-Einstein condensate with spatially modulated nonlinearity
本文提出了一个在环形阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）轨道运动中的自旋压缩方案。圆形晶格耦合两个反向旋转的模，在半个晶格周期的空间调制的非线性相互作用产生压缩。通过改变调制的振幅和相位，可以直接实现扭曲张量的各种情况，导致不同的压缩机制。其中包括单轴扭转和双轴反扭转，它们经常被认为是自旋压缩的最重要的范例。我们的方案自然地实现了Lipkin-Meshkov-Glick模型，可以同时自由地改变其所有参数。
2015-05-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Inflationary Dynamics and Particle Production in a Toroidal Bose-Einstein Condensate
本研究理论分析膨胀环面BEC对暴胀宇宙的模拟，揭示声子红移、阻尼及自发粒子产生机制，并指出其在原子密度与关联中的观测信号。
2024-06-14 cond-mat.quant-gas gr-qc
