Deterministic creation, pinning, and manipulation of quantized vortices in a Bose-Einstein condensate
我们用实验和数值模拟的方法证明了在高度扁玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中一对带相反电荷的单量子化涡旋的确定性产生和操纵。两个相同的蓝色失谐，聚焦高斯激光束穿透BEC作为排斥的障碍物的超流原子气体;通过控制的BEC平面内的光束的位置，超流流确定性地建立在每个光束，使两个相反的循环的旋涡产生的光束的运动，与每个旋涡钉在\emph{in situ}的激光束的位置。我们研究了涡旋的产生过程，并表明，通过平移激光束的位置，涡旋可以在BEC内移动。这种技术可以作为一个积木在未来的实验技术，以创建，按需，确定性安排的几个或多个涡流内的BEC涡动力学和涡相互作用的精确研究。
2015-08-24 cond-mat.quant-gas
Creation and robustness of quantized vortices in a dipolar supersolid when crossing the superfluid-to-supersolid transition
偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的实验最近报道了超固体的观测。虽然量子化涡旋构成了超流性的关键探针，但它们在偶极超固体中的可观测性在很大程度上受到液滴形成所引起的强烈密度耗尽的阻碍。我们提出了一种新的方法来成核的旋涡和他们的观察，基于淬火的s-波散射长度跨越超流-超固体过渡。从一个缓慢旋转，无涡，配置在超流相，我们预测涡旋成核系统进入超固相，由于在超固体的临界角速度的强烈减少。一旦一个漩涡被创建，我们表明，它是强大的保存时，冷凝物被带回到超流相，在那里它可以很容易地观察到。
2022-10-14 cond-mat.quant-gas
Dynamics of two quantized vortices belonging to different components of binary Bose-Einstein condensates in a circular box potential
本文利用Gros-Pitaevskii方程研究了两组份玻色-爱因斯坦凝聚体中两个量子化涡旋的动力学行为。我们考虑的情况下，其中两个涡属于不同的组件，他们最初关闭。它们的动力学与单组分凝聚体中的涡旋对的动力学有很大的不同。当两个涡最初共位时，它们被动力学不稳定性分裂或保持共位，这取决于它们的分量间相互作用。如果这两个分裂的旋涡具有相同的环流符号，它们就会围绕彼此旋转。然后，角速度可以作为两个涡流之间的距离的函数给出，这可以通过运动方程及其相互作用来理解。然而，如果两个闭合涡旋的环流具有不同的符号，则它们最初沿相同的方向移动，然后在动力学期间重叠。这种随后的重叠可以根据它们之间的初始距离分为两种类型。这种重叠的机制可以从涡旋与其像涡旋之间的相互作用来理解，这使得两个涡旋即使在它们之间的内在相互作用是排斥的情况下也会彼此靠近。
2021-11-04 cond-mat.quant-gas
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
Quantized vortices in dipolar supersolid Bose-Einstein condensed gases
利用广义Gross-Pitaevskii方程研究了偶极玻色-爱因斯坦凝聚气体中量子化涡旋的性质。通过增加偶极相互作用的重量和接近超固相的转变，涡核的尺寸大大增加。在超固体中，由于液滴间区域密度的减小，能量稳定涡旋存在的临界角速度减小。与涡线相关的每个粒子的角动量被证明是小于$\hbar$，反映了全球超流性的减少。在一个旋转的陷阱中的实时涡旋成核被示出为触发，作为一个标准的冷凝物，通过软化的四极模式。对于大的角速度，当涡旋之间的距离变得与液滴间的距离相当时，涡旋被布置成蜂窝结构，其与超固体晶格的三角形几何形状共存，并且在原子云的自由膨胀期间持续存在。
2020-05-12 cond-mat.quant-gas
Splitting of singly and doubly quantized composite vortices in two-component Bose-Einstein condensates
本文数值研究了在准二维简谐约束下的二分量玻色-爱因斯坦凝聚体中单量子化和双量子化复合涡旋的动力学不稳定性和分裂。在该系统中，涡流变成点状复合缺陷，其可以根据相绕组数的整数对$(κ_1,κ_2)$来分类。基于零温平均场理论的模拟揭示了几种涡旋分裂行为，这些行为源于系统的多组分性质，并且在单组分冷凝物中没有直接对应物。通过计算Bogoliubov激发的静止轴对称复合涡，我们发现非真实的激发频率（动力学不稳定性）的单量子化$(1,1)$和$(1,-1)$涡和双量子化涡的所有变体，我们定义的条件$\max_{j=1,2}|κ_j|=2$。虽然线性Bogoliubov分析的短期预测通过Gross-Pitaevskii运动方程的直接时间积分得到证实，但时间积分也揭示了线性动力学无法捕获的复杂的长时间衰减行为。首先，发现$(1,\pm 1)$涡不稳定，不能分裂成$(1,0)$涡和$(0,\pm 1)$涡。第二，$(2,1)$涡表现出两步衰减过程，在该过程中，其初始分裂为$(2,0)$涡和$(0,1)$涡，随后$(2,0)$涡离轴分裂为两个$(1,0)$涡。第三，观察到$(2,-2)$涡旋分裂成一个$(-1,1)$涡旋、三个$(1,0)$涡旋和三个$(0,-1)$涡旋。这些分裂过程中的每一个都是各自的固定复合涡旋的主导衰变机制，对于两个冷凝物组分的广泛的组分间相互作用强度和相对种群，并且应该经得起…
2019-10-09 cond-mat.quant-gas
Dynamics of quantized vortices in Bose-Einstein condensates with laser-induced spin-orbit coupling
利用Gross-Pitaevskii方程的数值分析方法，研究了激光诱导自旋轨道耦合下囚禁的二组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋动力学。自旋轨道耦合导致三个不同的基态相，这取决于一些实验可控参数。当两组份凝结体中的一个或两个中加入一个涡旋时，涡旋动力学在每一相中表现出非常不同的行为，这在实验中可以观察到。这些动力学行为可以通过澄清在每个相中实现的稳定涡旋结构来理解。
2015-10-01 cond-mat.quant-gas
Analytical study on parameter regions of dynamical instability for two-component Bose--Einstein condensates with coaxial quantized vortices
在二维同位素调和势中，研究了具有共轴量子化涡旋的弱相互作用二元玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学不稳定性。我们研究是否复杂的特征值出现在Bogoliubov-德Gennes方程，这意味着动力学不稳定。而不是解决Bogoliubov-德Gennes方程数值，我们依赖于一个微扰膨胀的耦合常数，使一个简单的，分析的方法。对于每一对绕组数和每一个磁量子数，详尽地得到了系统动态不稳定时分量间耦合常数的范围。同向旋转和反向旋转系统表现出不同的行为。后者比前者的动力学不稳定性复杂得多，特别是因为径向激励有助于反旋转系统的复杂特征值。
2016-03-08 cond-mat.quant-gas
Creation and detection of vortices in polariton condensates
本文从理论上研究了随机经典场模型下非平衡极化激元凝聚中量子涡旋的产生、持续和检测。量子化涡旋的寿命随空间相干性的增加而增加，并依赖于凝聚体的几何形状。讨论了常规超流体与超流性的关系。提出了三种测量极化激元凝聚涡度的方法。
2009-04-20 cond-mat.quant-gas
Vortices and turbulence in trapped atomic condensates
经过十多年的实验产生和研究原子气体玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化涡旋的物理学，研究开始集中在量子湍流中涡旋的作用，以及原子凝聚体中量子湍流的其他测量。这些研究方向有可能揭示量子湍流，涡旋和超流性的新见解，并在全新的环境中探索量子和经典湍流之间的相似性和差异。在这里，我们提出了一个重要的评估理论和实验研究在这个新兴领域的量子湍流在原子凝聚。
2013-10-28 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Dissipative structures of quantized vortices in a coherently pumped polariton superfluid
研究了相干泵浦激子-极化激元超流体的稳态。随着泵浦参数的改变，均匀系统的平移对称性自发破缺，形成各种稳定的量子化涡旋。这是具有连续泵浦的非平衡耗散系统所特有的。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Hydrodynamic Instability and Turbulence in Quantum Fluids
由量子涡旋组成的超流湍流称为量子湍流。超流体$^4$ He中的量子湍流和量子涡旋是近50年来才发现的，但最近这一领域又出现了新的进展。一个是超流氦领域。速度场的能谱和概率分布函数等统计量已经可以通过实验和数值计算得到。可视化技术在直接显示量子化涡旋方面取得了一定的进展和成功。另一个创新是在原子玻色-爱因斯坦凝聚领域。现代光学技术使我们能够直接控制和观察凝聚态和量子化涡旋。各种流体动力学不稳定性已被揭示。甚至QT也是在实验中实现的。本文介绍了这些最新进展以及研究QT的动机。
2012-07-16 cond-mat.quant-gas
Generation of vortices and observation of Quantum Turbulence in an oscillating Bose-Einstein Condensate
本文报道了Rb-87原子BEC在外加振荡微扰作用下涡旋形成和纠缠涡旋分布的实验观察。振荡扰动开始于激发凝聚体的四极模和剪刀模。然后观察到规则的旋涡最终演变成旋涡缠结配置。涡旋缠结是云中湍流状态存在的标志。我们还表明，这种湍流云抑制的纵横比反转通常观察到的量子简并玻色子气体在自由膨胀。
2009-10-14 cond-mat.quant-gas
Ergoregion instabilities in rotating two-dimensional Bose--Einstein condensates: new perspectives on the stability of quantized vortices
本文研究了二维玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的稳定性。在类比旋转时空和仔细考虑边界条件，我们表明，动力学不稳定性的多重量子化的旋涡被困凝聚体中持续在未被困，空间均匀的几何形状，并具有ergoregion性质与一些修改由于特殊的分散体的Bogoliubov声音。我们的研究结果打开了新的视角，在被困凝聚体中的涡旋物理，其中多重量子化的涡旋可以稳定的干扰效应和单电荷的涡旋可以变得不稳定，在适当设计的陷阱电位。我们展示了如何超辐射散射也可以观察到在动态不稳定系统的短时间动态，提供了一个替代的观点在空间有限系统的动态（在）稳定现象。
2020-06-27 cond-mat.quant-gas gr-qc
Ergoregion instabilities in rotating two-dimensional Bose--Einstein condensates: new perspectives on the stability of quantized vortices
本文研究了二维玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的稳定性。在类比旋转时空和仔细考虑边界条件，我们表明，动力学不稳定性的多重量子化的旋涡被困凝聚体中持续在未被困，空间均匀的几何形状，并具有ergoregion性质与一些修改由于特殊的分散体的Bogoliubov声音。我们的研究结果打开了新的视角，在被困凝聚体中的涡旋物理，其中多重量子化的涡旋可以稳定的干扰效应和单电荷的涡旋可以变得不稳定，在适当设计的陷阱电位。我们展示了如何超辐射散射也可以观察到在动态不稳定系统的短时间动态，提供了一个替代的观点在空间有限系统的动态（在）稳定现象。
2020-06-30 cond-mat.quant-gas gr-qc
Onsager vortex formation in two-component Bose-Einstein condensates
本文数值研究了被箱势囚禁的二维二分量玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化涡旋的动力学行为。对于箱势中的单分量玻色-爱因斯坦凝聚，量子化的涡旋形成了同号涡旋簇--Onsager涡旋。我们证实，涡流的两个组件在空间上彼此分离，即使是可混溶的两个组件BECs抑制Onsager涡的形成。这一现象是由不同组分的涡旋之间的排斥作用引起的，因此，提出了涡旋相分离的新可能性。
2018-04-19 cond-mat.quant-gas
Controllable splitting dynamics of a doubly quantized vortex in a rotating ring-shaped condensate
本文研究了双量子化涡旋（DQV）的动力学性质，该涡旋是将具有量子化环流的环形玻色-爱因斯坦凝聚体释放到谐振势阱中而产生的。结果表明，在初始环流为$s = 2$的环形凝聚体中，释放到旋转对称势阱中后，可以产生DQV并稳定存在于凝聚体的中部.对于具有较小各向异性的非对称陷阱，DQV最初分裂成两个单量子化的涡旋，并再次复活，但由于动力学不稳定性，最终演化成两个单位涡旋。当各向异性程度超过临界值时，DQV极不稳定，并迅速衰减为两个单态涡。对DQV的几何寿命和涡激激励也进行了深入的讨论。
2019-10-17 cond-mat.quant-gas
Non-Hamiltonian Dynamics of Quantized Vortices in Bose-Einstein Condensates
在弱相互作用超流体中，量子化涡旋的动力学行为通常用非线性薛定谔方程来描述。相反，我们发现量子化涡旋实际上服从非哈密顿演化方程，这增强了沿涡线的色散，同时引入了增益机制。这允许涡旋介质支持螺旋激波阵面在耗散孤子之前传播。这种动力学将局部曲率事件松弛成开尔文波包。因此，超局域感应模型提供了一个途径，在低温量子湍流衰变。
2017-12-16 cond-mat.quant-gas math.DS nlin.PS
Precursor phenomena of nucleations of quantized vortices in the presence of a uniformly moving obstacle in Bose-Einstein condensates
通过求解Gross-Pitaevskii方程和Bogoliubov方程，研究了二维环面中具有匀速运动高斯势的玻色-爱因斯坦凝聚体的激发和涨落.当电势的移动速度$v$接近临界速度v_c（>0）时，电流亚稳态（对于足够慢的移动电势，其还原到基态）和第一激发态之间的能隙$Δ$消失。我们发现了一个标度律$Δ\propto (1-|v|/v_c)^{1/4}$，这意味着一个特征时间尺度向临界速度发散。在临界速度附近，我们发现，低能量的局部密度波动增强。这些行为可以看作是涡旋形核的前兆现象。
2013-10-19 cond-mat.quant-gas
Chaotic quasi-point vortices and inertial range in two-dimensional turbulence
利用分布混沌的概念研究了准点涡对均匀二维湍流（经典和量子）惯性尺度范围的影响。衰减湍流、具有小尺度强迫的湍流和球体上的湍流热对流的直接数值模拟结果，以及全球大气采样计划（GASP）在山区地形对流层和平流层湍流（小尺度强迫）中的测量结果已被用于此目的。本文利用HVBK和Gross-Pitaevskii模型的直接数值模拟结果和实验室实验结果讨论了超流和玻色-爱因斯坦二维湍流。对Ginsburg-Landau模型也作了简要的讨论。
2022-07-12 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Free expansion of quasi-2D Bose-Einstein condensates with quantized vortices
我们观察到在自由膨胀的准二维玻色-爱因斯坦凝聚体中，密度耗尽的涡核演化成同心密度波纹。膨胀凝聚体的原子密度由于沿着紧密限制的轴向方向的快速膨胀而迅速减小，因此凝聚体的横向膨胀不受原子-原子相互作用的显著影响。我们发现，所观察到的密度分布的涡核是在良好的定量协议与数值模拟假设没有相互作用。我们分析了涡核的散焦图像，其中散焦是由冷凝物在膨胀时间期间的自由降落引起的。在离焦图像中，涡核在一定的膨胀时间后被放大并似乎被填充，这取决于涡电荷数。
2013-08-09 cond-mat.quant-gas
Inelastic scattering of xenon atoms by quantized vortices in superfluids
我们研究了超流体中粒子与量子化涡旋的非弹性相互作用，采用了类似于Landau两流体方程的半经典物质波理论，但考虑了涡旋动力学。这项研究的动机是最近的实验氙掺杂的氦纳米液滴，显示沿涡核的杂质集群。数值模拟了超流氦中氙原子被量子化涡旋捕获和相互作用的动力学过程，所得结果可以推广到其它杂质被量子化涡旋散射的情况。考虑了入射粒子的不同能量和碰撞参量。我们表明，非弹性散射是密切相关的生成开尔文波沿量子化的涡旋在相互作用过程中，即使没有捕获。杂质的俘获判据用结合能表示。
2016-08-14 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Interaction of half-quantized vortices in two-component Bose-Einstein condensates
本文研究了二分量玻色-爱因斯坦凝聚体中两个半量子化涡旋之间的渐近相互作用。当两个不同分量的涡以2 R的距离放置时，发现它们之间的力的主导阶为（log R/R-1/2）/R^3，而放置在同一分量中的涡之间的力的主导阶为1/R。我们推导出它解析使用Abrikosov的anastrophic和轮廓函数的旋涡，确认与Gross-Pitaevskii模型的数值。我们还发现，涡间势的短程截止与愈合长度呈线性关系。
2011-03-31 cond-mat.quant-gas hep-ph hep-th
Macroscopic excitations in confined Bose-Einstein condensates, searching for quantum turbulence
本文综述了由Gross-Pitaevskii（GP）方程描述的简谐约束玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的宏观激发，以寻找产生量子湍流的途径。这些激发都可以通过相位印记技术在平衡的玻色-爱因斯坦凝聚体上产生。我们分析了两个交叉的涡，两个平行的反涡，一个涡环，一个涡与拓扑电荷Q = 2，和一个纠缠的4涡。由于GP方程是时间反演不变的，我们小心区分时间间隔，这种对称性是保存和舍入误差发挥作用。我们发现，该系统往往会达到固定状态，可以广泛地分类为具有在不同的长度尺度上的集体激发的涡旋阵列或主要由Bogoliubov声子组成的搅动状态。
2015-03-12 cond-mat.quant-gas
Creation and manipulation of quantized vortices in Bose-Einstein condensates using reinforcement learning
我们将强化学习技术应用于非线性物质波的控制。在这种方法中，一个代理控制的位置，强度和形状的外部高斯势创建和操纵量子化的漩涡中的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）被困在一个谐波势。通过Gross-Pitaevskii进化获得的BEC在每个时刻的密度和速度分布直接输入到卷积神经网络中，以确定智能体的下一个动作。我们证明了在二维系统中可以产生稳定的单涡态，在三维系统中可以产生稳定的涡环态。
2020-03-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Enstrophy Cascade in Decaying Two-Dimensional Quantum Turbulence
我们报告的证据在大规模点涡模拟衰减二维量子湍流的涡拟能级联。设计一种方法来产生量子涡旋配置的动能狭义地定位在一个单一的长度尺度附近，动力学被发现是很好的特征在于超流雷诺数，$\mathrm{Re_s}$，这只取决于涡的数量和初始动能规模。在自由发展的涡表现出的经典涡拟能级联的功能，包括$k^{-3}$幂律动能谱，和稳定的涡拟能通量与惯性输送到小尺度。对于$N\gtrsim 500$旋涡，叶栅出现了清晰的特征。模拟到非常大的雷诺数（$N = 32, 768$涡），观察到的经典理论的其他功能：Kraichnan-Batchelor常数收敛到$C' \approx 1.6$，和宽度的$k^{-3}$范围尺度为$\mathrm{Re_s}^{1/2}$。结果支持一个普遍的现象学支撑经典和量子流体湍流。
2017-02-15 cond-mat.quant-gas
Non-equilibrium Dynamics and Universality of 4D Quantum Vortices and Turbulence
针对此前未充分研究的四维量子涡旋（扩展涡旋面形式），通过数值模拟结合特殊可视化方法，发现低维不存在的拓扑数衰减、涡旋重联高维对应体，验证高维Kibble-Zurek机制，揭示4D量子湍流普适幂律行为，为高维拓扑缺陷研究提供普适原理与实验参考。
2025-04-16 cond-mat.quant-gas nlin.CD
Vortices and antivortices in two-dimensional ultracold Fermi gases
涡旋通常在经典流体力学的背景下观察到：从搅拌杯中咖啡后的漩涡到龙卷风等剧烈的大气现象，所有经典涡旋的特征都是局部速度场的任意循环值。另一方面，具有量子化环流的涡旋的出现代表了宏观量子现象的基本特征之一。在二维超流体中，量子化涡旋在确定有限温度性质方面起着关键作用，因为超流体相和正常态被涡旋非束缚跃迁（Berezinskiii-Kosterlitz-Berryless跃迁）分开。最近的实验与二维超流费米子激励目前的工作：我们提出的理论结果的基础上的重整化群表明，普遍跳跃的超流密度和临界温度至关重要地依赖于相互作用的强度，为即将到来的调查提供了一个强有力的基准。
2017-03-07 cond-mat.quant-gas
Core structures of vortices in Ginzburg-Landau theory for neutron $^3P_2$ superfluids
研究了在平行于涡旋角动量的磁场存在下，中子对具有自旋三重态和$P$波的总角动量$J=2$的中子星核中中子$^3P_2$超流体的Ginzburg-Landau理论涡旋解.已知基态在没有磁场的情况下处于单轴双折射（UN）相，而在低于（高于）临界值的磁场存在的情况下处于$D_2$（$D_4$）双轴双折射（BN）相。我们发现，在任意强度的磁场作用下，单量子化的涡旋总是分裂成两个半量子化的非阿贝尔涡旋，它们之间通过孤子连接成一个涡旋分子。在UN相，两个半量子化的铁磁涡旋通过一个$D_4$ BN阶的线性孤子连接。在$D_2$（$D_4$）BN相位中，两个具有循环核的半量子化涡旋由三个具有$D_4$（$D_2$）BN阶的线性孤子连接.随着磁场的增加，涡旋分子的能量单调增加，两个半量子化涡旋之间的距离减小，但在临界磁场处，两个半量子化涡旋之间的距离出现不连续的跳跃.我们还在$D_4$ BN相中构造了一个孤立的半量子化非阿贝尔涡旋。
2022-03-28 cond-mat.quant-gas nucl-th
Generation, propagation and control of quantized vortices and dark solitons in polariton superfluids
激子-极化激元是由激子和光子之间的强耦合机制产生的准粒子。在平面微空穴中，可以观察到超流性或玻色-爱因斯坦凝聚等现象。这些系统已被证明是非常有效的流体动力学产生的拓扑激发，如涡反涡对或暗孤子。然而，这些激发的寿命和运动受到系统的驱动耗散性质的限制。在这篇论文中，我们提出了丰富的各种结果的产生和控制这样的拓扑激发。利用我们系统中存在的光学双稳性，我们能够极大地增加在结构缺陷后产生的涡旋和孤子的传播长度，同时揭示了平行传播的孤子的一种意想不到的束缚机制。这种行为是在一个专门设计的实验中恢复的，在这个实验中，我们人工地将暗孤子对按需印在极化激元超流体上。我们的技术的适应性允许对这种现象进行详细研究，我们直接将其与我们系统的驱动耗散性质联系起来。最后，在静态极化激元流体中，在导光通道中产生了受限暗孤子。流动的缺乏导致横向蛇不稳定性的发展，我们研究了有趣的属性。
2021-02-03 cond-mat.quant-gas
Short range inter-vortex interaction and interacting dynamics of half-quantized vortices in two-component Bose-Einstein condensates
研究了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中两个半量子化涡旋的相互作用和动力学。使用涡核轮廓的Pade近似，我们计算了涡间势，其大距离的渐近形式已由Eto等人[Phys. Rev. A，83，063603（2011）]导出。通过对二维Gross-Pitaevskii方程的数值模拟，我们揭示了不同的涡旋运动轨迹取决于环流符号和分量间密度耦合的组合。在绝热极限下，我们导出了涡旋坐标的运动方程，其中涡旋运动是由Magnus力和涡旋间力的平衡引起的。这种点涡近似可以定量地解释涡运动的初始速度，但理解动力学的长时间行为需要更多的考虑超出我们的模型。
2015-10-01 cond-mat.quant-gas hep-ph
Confinement of Half-quantized Vortices in Coherently Coupled Bose-Einstein Condensates: Simulating Quark Confinement in QCD
我们证明了相干耦合玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中半量子化涡旋（HQVs）的禁闭模拟了2+1时空维中$SU(2)$量子色动力学（QCD）中禁闭的某些方面。通过将超流速度的循环量定义为重子数，将两个分量之间的相对相位定义为对偶胶子，我们将单个分量中的HQVs定义为具有半个重子数的带电粒子。此外，我们表明，只有两个组件的相对相位的单重态可以稳定地存在作为束缚态的涡旋，即，一对涡旋在每个组件（重子）和一对涡旋和反涡旋在同一个组件（介子）。然后，我们研究了重子和介子的动力学;重子在平衡时是静态的，一旦偏离平衡就旋转，而介子则以恒定速度运动。对于重子和介子，我们验证了线性约束，并确定它们被打破，从而在中间产生其他重子或介子时，两个组成的漩涡被分开超过一些临界距离，类似于QCD。
2017-02-16 cond-mat.quant-gas hep-th
Spontaneous generation, enhanced propagation and optical imprinting of quantized vortices and dark solitons in a polariton superfluid: towards the control of quantum turbulence
在共振泵浦极化激元超流体中，我们最近探索了一种新的机制，该机制基于极化激元系统的双稳性，以增强极化激元流体在宏观距离上的传播。这种技术与全光压印方法一起允许产生和控制各种拓扑激发，如量子化涡旋和暗孤子。新实验方案的灵活性和可扩展性为系统研究光驱动耗散量子流体中的量子湍流开辟了道路。在这篇文章中，我们回顾了双稳态增强传播和印迹技术的基本工作原理，我们讨论了主要取得的成果，以及最有前途的未来研究方向。
2021-02-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Decay of homogeneous two dimensional quantum turbulence
我们数值模拟了大的均匀玻色-爱因斯坦凝聚体中二维量子湍流的自由衰减。大量的涡流、密度分布的均匀性和边界的缺乏（涡流可以从冷凝物中漂移出来）将涡流-反涡流对的湮灭隔离为在湍流衰减期间减少涡流数量$\Nv$的唯一机制。结果清楚地表明，涡湮灭是一个四涡的过程，确认衰减规律$\Nv \sim t^{-1/3}$，其中$t$是时间，这是从实验中推断出的相对较少的涡在小的谐波捕获冷凝。
2018-02-15 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Generating and Manipulating Quantized Vortices On-Demand in a Bose-Einstein Condensate: a Numerical Study
我们用数值方法研究了一种实验可行的方法，我们将其称为“筷子方法”，用于在高度扁圆的原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中按需生成和操纵多个涡旋，以初始化复杂的涡旋分布用于涡旋动力学研究。该方法利用移动的激光束（“筷子”）来产生，捕获和运输BEC内外的涡流。我们详细研究了这种方法，并显示了广泛的参数范围的适用性的原型两个涡的情况下，并显示的情况下的例子，生产和操纵的几个漩涡，没有净流通，相同数量的积极和消极的流通涡，并有一个净流通量。我们发现，耗散的存在可以帮助稳定钉扎的旋涡在各自的激光束钉扎网站。最后，我们说明了如何利用激光束作为储存库，持有大量的漩涡，以及如何沉积在一个连续的方式在储存库中的个别漩涡，以构建超流流的存储库光束与几个量子的流通。
2015-08-20 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Driving quantized vortices with quantum vacuum fluctuations
我们建议使用一个旋转的波纹材料板，以搅拌，通过Casimir-Polder相互作用，在谐波捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体的量子化涡旋。凝结体内这种涡旋的出现无法用基于成对求和方法或邻近力近似的卡西米尔-波尔德势计算来解释。因此，它似乎是一个真正的签名的非平凡的几何效应的电磁真空波动，这充分利用了超流体性质的样品。为了定量地讨论Casimir驱动涡旋的产生，我们导出了光栅前原子感受到的Casimir-Polder势的精确非微扰理论。我们的数值计算结果表明，所产生的量子真空扭矩是强大的，足以提供一个非接触式的角动量转移到冷凝物，并在现实的实验条件下，在分离距离约$3$微米产生量子化的旋涡。
2010-11-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multiply quantized vortices in fermionic superfluids: angular momentum, unpaired fermions, and spectral asymmetry
本文计算了在轴对称多重量子化涡旋存在下s波成对超流体的轨道角动量$L_z$。对于涡的缠绕数$|k| > 1$，我们发现，在弱配对BCS制度$L_z$是显着减少从它的值$\hbar N k/2$在玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）制度，其中$N$是费米子的总数。这种偏差的结果从BCS基态，这是由于沿涡旋子隙态的光谱流的结果出现的未成对费米子的存在。我们支持我们的结果分析和数值求解Bogoliubov-de-Gennes方程的弱配对BCS制度。
2017-08-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Controlled polarization of two-dimensional quantum turbulence in atomic Bose-Einstein condensates
我们提出了一个在谐波囚禁原子凝聚体中产生二维湍流的方案，该方案具有控制湍流偏振（净旋转）的新颖性。我们的计划是基于一个初始的巨大的（多电荷）涡，诱导一个大规模的环流。两个薄的障碍物，由蓝色失谐激光束，加速了巨大的漩涡衰变成许多单量子化的相同的循环的漩涡;在同一时间，漩涡反涡对是由衰减的循环流过去的障碍物。障碍物对环流的旋转控制着正涡和负涡的相对比例，从强各向异性湍流的极限（几乎所有涡具有相同的符号）到各向同性湍流的极限（相同数量的涡和反涡）。使用新的计划，我们数值研究量子湍流和报告其衰减作为偏振的函数。
2015-10-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Breathers on Quantized Superfluid Vortices
我们考虑呼吸子沿量子化超流涡旋的传播。利用局域诱导近似（LIA）与非线性薛定谔方程之间的对应关系，我们确定了一组初始条件，这些初始条件对应于由LIA支配的涡旋运动的呼吸子解。这些初始条件，这引起了一个长波长调制不稳定性，导致出现的大幅度扰动，是本地化的空间和时间。涡丝上的出射结构类似于环孤子。虽然呼吸器的解决方案，我们研究的LIA方程的精确解，我们证明，通过充分的数值模拟，其关键的紧急属性结转到由毕奥-萨伐尔定律和量化的Gross-Pitaevskii方程描述的涡旋动力学。呼吸激发可以导致自重连，这是一种在超流湍流尺度交叉范围内发挥重要作用的机制。此外，在一个场模型中观察到的旋涡呼吸解表明，这些解预计会出现在从经典旋涡到宇宙弦的广泛的其他物理背景下。
2013-07-29 cond-mat.quant-gas nlin.SI physics.flu-dyn
Investigation of 3D-Quantized Ring Vortices in Rotating Coupled Atom-Molecular BEC
本文采用Gross-Pitaevskii方法研究了旋转三维各向异性圆柱阱中87 Rb玻色-爱因斯坦凝聚体的原子-分子耦合量子化环涡.对于原子到分子的转换，反之亦然，双光子拉曼光缔合方案已被使用。原子和分子定态解表明，在固定的方位角量子数l=2处，不同的径向（n）和轴向（nz）量子数组合在密度分布中形成的不同数目的节点和峰（作为r和z的函数），导致围绕以r=0为中心的3D环形涡旋的不同结构。我们考虑了自发衰变和诱导衰变，并将结果与不考虑衰变的结果进行了比较。在有和没有外衰变的情况下，两个涡旋态中原子和分子数的异相振荡是由于原子-分子耦合引起的相干性的特征。这种相干性在耦合原子和分子涡旋的演化中也得到了体现。随着时间的推移，分子环涡的强度增加，原子环涡的强度减少，反之亦然。研究发现，在演化过程中，原子与分子耦合的环状涡旋的强度开始异相振荡。原子-分子转换效率和系统寿命与光缔合激光强度和两种不同涡旋态原子总数的关系表明，通过改变这些参数可以控制原子-分子耦合涡旋的形成和形成效率.对涡旋态随系统参数变化的线性稳定性分析表明，原子涡旋比分子涡旋更稳定。
2020-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Superdiffusion of quantized vortices uncovering scaling behavior of quantum turbulence
Kolmogorov的5/3定律等通用标度律是经典流体湍流研究的里程碑式成就。对于量子流体，如原子玻色-爱因斯坦凝聚体、超流氦和超流中子星，湍流也可以存在于演化的量子涡旋线的混沌缠结中。然而，由于缺乏合适的实验工具来直接探测涡旋缠结运动，到目前为止，很少有人知道可能的标度律，表征量子流体湍流（QT）中的涡旋的速度相关性和轨迹统计。获得这些知识可以大大有利于QT的高级统计模型的开发。在这里，我们报告了一个实验，在超流$^4$他的旋涡纠缠装饰与固化氘示踪粒子。在实验条件下，这些示踪剂遵循的运动的旋涡，我们观察到一个明显的超扩散的旋涡。我们的分析表明，这种超扩散不是由于莱维飞行，即，长距离跳，已知是负责随机步行者的超扩散。相反，一个以前未知的幂律缩放的涡速度的时间相关性被发现的原因。这一发现可能会激发未来对QT中隐藏标度律的研究。
2021-01-06 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Formation of bound composite vortices of a singly-quantized $^1$S$_0$ vortex and half-quantized $^3$P$_2$ vortices in the $^1$S$_0$-$^3$P$_2$ coexisting phase in neutron stars
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Keio University（庆应义塾大学）；Hiroshima University（广岛大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所西村中心）
通过 Gross-Pitaevskii 方程模拟，研究 $^1$S$_0$ 和 $^3$P$_2$ 超流共存相中单量子化涡旋与两个半量子化涡旋的相互作用，发现约瑟夫森耦合导致强吸引并形成束缚复合涡旋，对脉冲星 glitch 机制有重要意义。
2026-08-17 astro-ph.HE cond-mat.quant-gas nucl-th
Splitting dynamics of quantized composite vortices in holographic miscible binary superfluids
本研究通过全息模型研究强相互作用可混溶二元超流体中复合涡旋的稳定性与分裂动力学，发现温度影响不稳定性并导致最终分裂为单量子化涡旋，揭示了与无耗散弱耦合情形的关键差异。
2025-01-07 cond-mat.quant-gas hep-th nlin.PS
Multiple-quantized vortices in rotating LOFF state of ultracold Fermi superfluid gas
研究了旋转超冷S波超流费米气体，在Lifshitz临界点附近，粒子数不平衡（或化学势失配）对应于Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrell（LOFF）态.结果表明，在这些条件下，临界角速度在二维系统中是一个振荡的函数的温度和人口的不平衡引起的重入超流相。这导致了具有多重量子化循环量子的涡旋晶格。这种行为的原因是朗道能级的库珀对在最低能级之上的布居。
2009-04-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con hep-ph
Interplay of Kelvin-Helmholtz and superradiant instabilities of an array of quantized vortices in a two-dimensional Bose--Einstein condensate
我们研究了二维玻色-爱因斯坦凝聚体中两个反向传播的超流之间的界面处的量子化涡旋阵列的动力学不稳定性的各种物理机制。显着不同的性质的不稳定性被发现占主导地位，在不同的流速制度。对于中等速度的两个流量是亚音速，涡晶格显示的流体动力学开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI）的量化版本，与涡卷起和共同旋转。对于超音速流动速度，KHI中涉及的振荡可以共振地耦合到在两侧的本体流体中传播的声激励。这使得KHI率被有效地抑制，而其他机制占主导地位：对于沿横向的有限和相对较小的系统，不稳定性涉及声波从涡格的重复超辐射散射;对于横向非束缚系统，辐射不稳定性占主导地位，导致局部波沿着涡格的同时增长以及声激励在体块中传播。最后，对于慢速度，KHI率本质上是慢的，另一个不稳定性相关的刚性横向位移的涡晶格由于附近的系统的边界被发现占主导地位。
2022-07-21 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Splitting of doubly quantized vortices in holographic superfluid of finite temperature
本文结合线性微扰理论与全非线性数值模拟，研究有限温度全息超流体中双量子化涡旋的不稳定性与分裂动力学，揭示分裂特征时间与不稳定模虚部的温度依赖关系。
2023-05-16 cond-mat.quant-gas hep-th
Injection of orbital angular momentum and storage of quantized vortices in polariton superfluids
我们报告的实验研究和理论建模的旋转极化激元超流体依赖于一个创新的方法注入角动量。这种新颖的多泵浦注入方法使用四个相干激光器排列成正方形，共振地产生四个向内传播的极化激元种群。对超流的传播方向的控制允许注入可控的非量化量的光学角动量。当中心的密度低到足以忽略极化激元-极化激元相互作用时，与干涉图样相关的光学奇点在相位中可见。在强非线性极化激元-极化激元相互作用产生的超流区，干涉图样消失，只有同号涡旋存在。值得注意的是，可以通过控制由泵注入的角动量来控制超流区域内的涡流的数量。
2016-04-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Turbulence in rotating Bose-Einstein condensates
本文研究旋转玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子湍流，发现其与经典湍流根本不同，具有负温度态、各向异性耗散及非科尔莫戈罗夫标度，该标度与Vinen湍流相容，并归因于涡旋位置的无序性。
2025-04-23 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Quantized Vortices Mediated Annealing
复杂的物质场格子模型是一个普遍存在的物理模型，它直接联系到许多普遍的自旋模型。然而，寻找这种模型的基态的最一般的相互作用的晶格位置之间是一个NP-难的问题。基态的知识对于从量子退火到预测新材料和理解自旋玻璃的行为的应用范围是至关重要的。在这里，我们展示了如何让量子化的准三维涡环通过系统的耗散淬火动力学过程中，帮助它找到它的基态。这种量子化的涡旋介导退火（QVMA）是通过引入和动态改变晶格位置之间的耦合，影响介质的局部维数或改变缺陷的局部迁移率。通过分析QVMA在强玻璃态系统上的性能，我们证明了QVMA是一种高效的物理增强计算模式。
2021-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Order from chaos: Observation of large-scale flow from turbulence in a two-dimensional superfluid
远离平衡的相互作用系统趋向于演化到稳定状态，表现出大尺度结构和秩序。在二维湍流中，流体的看似随机的涡旋运动可以演变成持续的大尺度旋涡。Lars Onsager提出了一个基于量子化涡旋的统计力学的模型来解释这种行为。在这里，我们报告的第一个实验确认Onsager的湍流模型。我们拖曳网格障壁通过扁扁超流体玻色-爱因斯坦凝聚体来产生非平衡分布的涡旋。我们观察到一个反向的能量级联驱动的蒸发加热的旋涡，导致稳态配置的特点是负温度。我们的研究结果打开了一个途径，在相互作用的量子系统驱动远离平衡的涌现结构的定量研究。
2018-03-14 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Generation and Dynamics of Quantized Vortices in a Unitary Fermi Superfluid
超流性和超导性是宏观尺度上量子相干性的显著表现。几十年来，超流体动力学一直是这些系统的研究重点，但仍然缺乏一个全面的理论框架。我们引入含时密度泛函理论的局部扩展来描述费米子超流体的动力学。在这种方法中，可以正确地表示涡的量子化，生成和动力学，从超流到正常相的过渡，以及一些其他的大振幅集体模式，这些模式超出了双流体流体动力学，金斯堡-朗道和/或Gross-Pitaevskii方法的范围。我们说明了这种方法的力量，通过研究量子化的涡旋，涡环，涡旋重联的产生，并从一个超流到一个正常状态的过渡，在实时的一个单一的费米气体。我们预测出现了一个新的定性现象，在超流动力学的气体，存在稳定的超流性时，系统的搅拌速度显着超过标称朗道临界速度在这些系统。
2010-11-27 cond-mat.quant-gas nucl-th
Multiply quantized vortex spectroscopy in a quantum fluid of light
研究通过光量子流体中的驱动耗散机制实现稳定的多重带电涡旋，并观测到核心负能模与大半径正能模的共存现象，揭示了量子流体中涡旋的普遍特征及天体旋转体的关联。
2025-11-26 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Heating up quadruply quantized vortices: Splitting patterns and dynamical transitions
本文利用全息对偶首次研究有限温度下四重量子化涡旋的不稳定性，发现随温度升高依次发生2重、3重、4重旋转对称主导模式转变并激发5重和6重模式，通过非线性模拟揭示不同分裂模式，为冷原子实验验证提供依据。
2023-11-19 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Quantum turbulence, superfluidity, non-Markovian dynamics, and wave function thermalization
本文以孤立 Unitary Fermi Gas 为对象，在统一理论框架下研究量子涡旋晶格经缠结、重联和 Kelvin 波激发走向热化的非马尔可夫非平衡动力学。
2024-10-03 cond-mat.quant-gas nucl-th
