Nonlinear quantum piston for the controlled generation of vortex rings and soliton trains
我们提出了一种简单的方法来产生非线性激发在一个可控的方式管理相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体。在经典活塞的量子类似物的作用下，凝聚原子被推过陷阱，在准一维情形中产生全三维凝聚体中的涡环或孤子串。涡环的形成是由于激波训练的横向不稳定性受到波间能量传递的增强和支持。我们阐明了在何种意义上的原子云内的自相互作用定义所产生的涡环和孤子串的属性。基于量子活塞方案，我们研究了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的行为，分析了附加超流体的存在如何影响另一组分中涡环或孤子的产生，反之亦然。最后，我们展示了在不混溶制度的两个组件系统内的skyrmions的动态出现。
2013-05-17 cond-mat.quant-gas
Soliton Instabilities and Vortex Streets Formation in a Polariton Quantum Fluid
激子-极化激元是研究玻色量子流体性质的最佳体系。我们在这里报告的观察暗孤子的工程圆形障碍物和他们的衰变成街道的量子化漩涡。我们的实验提供了一个时间分辨的访问的极化激元的相位和密度，这使得自由发展的极化激元的不稳定性的定量研究。孤子的衰减被量化，并确定为耗散极化激元气体中的无序引起的横向扰动的影响。
2011-09-30 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
Vortex-Bright Soliton Dipoles: Bifurcations, Symmetry Breaking and Soliton Tunneling in a Vortex-Induced Double Well
研究了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋亮孤子偶极的出现。这些偶极子可以具有同相（对称）或异相（反对称）的明亮孤立结构。这两种可能性中的每一个的动力学鲁棒性被认为是和异相的情况下被发现表现出一个有趣的破坏性的不稳定性，这反过来又会导致隧道的两个涡“井”之间的明亮的波函数。我们用涡致双势阱系统解释了这一现象，该系统的自发对称性破缺除了导致对称和反对称偶极外，还导致非对称涡亮偶极.这些国家的理论预测证实了详细的数值计算。
2012-10-19 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Confinement and precession of vortex pairs in coherently coupled Bose-Einstein condensates
本文研究了存在谐波捕获时两组分相干耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋对的动力学行为。讨论了不同自旋态原子凝聚体中连接两个涡旋的畴壁所产生的表面张力的作用及其对涡旋对旋进的影响。的结果，基于数值解的Gross-Pitaevskii方程，与分析宏观模型的预测进行了比较，并讨论了作为一个函数的大小对，拉比耦合和组件间的相互作用。我们发现，拉比耦合的增加导致的域壁解体成更小的块，连接新创建的涡对的涡。由此产生的情景类似于量子色动力学中的夸克禁闭和弦断裂。
2016-05-06 cond-mat.quant-gas
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
Three-dimensional vortex-bright solitons in a spin-orbit coupled spin-$1$ condensate
利用平均场模型的数值解和变分近似，研究了三维自旋轨道耦合三分量超精细自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中稳定和亚稳涡旋亮孤子.自旋轨道耦合提供吸引力，形成涡亮孤子在吸引和排斥旋量BEC。在弱极性相互作用下，这些涡旋亮孤子的基态是轴对称的。对于足够强的铁磁相互作用，我们观察到一个完全不对称的涡亮孤子的出现作为基态。我们还数值研究了运动孤子。目前的平均场模型不是伽利略不变量，我们使用伽利略变换的平均场模型产生的运动孤子。
2017-12-23 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Transfer of solitons and half-vortex solitons via adiabatic passage
本文提出利用绝热通道在自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的光学晶格中传递孤子和半涡旋孤子，通过暗态机制实现高效转移，并适用于多维及分裂传递场景。
2024-11-05 cond-mat.quant-gas
Stable matter-wave soliton in the vortex core of a uniform condensate
我们证明了在均匀非偶极凝聚体的涡旋核中存在稳定的、可动的偶极或非偶极三维物质波孤子。对于强偶极孤子，所有种内和种间的接触相互作用都是排斥的。对于弱偶极或非偶极孤子，孤子中的种内接触相互作用对形成紧凑孤子是有吸引力的。孤子可以沿着涡核以恒定的速度传播而不发生任何变形。两个这样的孤子在中等速度下发生准弹性碰撞。我们说明的结果使用现实的相互作用在一个平均场模型的二进制$^{87}$ Rb- $^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb- $^{164}$ Dy系统。
2015-06-23 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Vortex lines attached to dark solitons in Bose-Einstein condensates and Boson-Vortex Duality in 3+1 Dimensions
我们证明了在标量玻色-爱因斯坦凝聚体中存在由附着在平面暗孤子上的涡旋线组成的定态。这种类型的动力学稳定状态被发现在较低的值的化学势在通道冷凝，其中的长波长的不稳定性的暗孤子被阻止。在扁圆形的谐波势阱中，U形涡旋线的两端与单个平面孤子相连，是长寿命的状态。我们的研究结果报告的参数典型的当前实验，并开辟了一种方式来探索不同的拓扑结构的相互作用。这些构形提供了涡线的狄利克雷边界条件，从而模仿了弦论中D膜上的开弦。我们表明，这些相似性可以正式建立映射到一个有效的弦论的Gross-Pitaevskii理论通过玻色子涡对偶性在3+1维开弦。将孤立子平面上耦合到涡旋线端点的一种形式规范场和耦合到涡旋线的两种形式规范场相结合，得到了涡旋线端点附着在暗孤子上的开放涡旋线的规范不变对偶作用量.
2016-12-23 cond-mat.quant-gas hep-th
Controlled engineering of a vortex-bright soliton dynamics using a constant driving force
涡亮孤子可以围绕一个固定点进动。在这里，我们发现，数值的不动点和相关的岁差轨道可以移动通过施加一个恒定的驱动力的明亮的分量，位移与力的负号成正比。这种强大的动力学，然后讨论了理论上的涡亮孤子作为一个有效的点粒子，解释所观察到的动态和预测新的，随后证实。通过适当地调节力，可以引导涡亮孤子沿着任意的轨迹运动，包括它可以被任意地钉扎和释放。这一发现开启了一个高度灵活和可控的方法工程的动态结构的玻色-爱因斯坦凝聚体的旋涡。
2021-07-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dynamics of quasi-one-dimensional bright and vortex solitons of a dipolar Bose-Einstein condensate with repulsive atomic interaction
通过对三维Gross-Pitaevskii方程的数值和变分分析，研究了雪茄状偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中大排斥原子相互作用下亮孤子和涡亮孤子的形成和动力学.给出了孤子稳定区域的相图。我们还研究了孤子的呼吸振荡动力学以及两个孤子在大速度下的碰撞动力学。两个静止时并排放置的孤子在偶极引力作用下聚结形成一个稳定的束缚孤子分子。
2011-04-04 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dark solitons generation and their instability dynamics in two dimensional condensates
本文采用不同的方法数值分析了铷原子凝聚体中二维物质波暗孤子的形成及其动力学过程。一个初始印记尖锐的相位梯度导致动态形成的静态孤子以及非常浅的灰孤子，而一个光滑的梯度只创建灰孤子。孤子的深度和速度由相位梯度的空间宽度提供，并且它也强烈地影响二维孤子的蛇形不稳定性动力学。由不稳定孤子产生的涡旋偶极子具有丰富的动力学性质。值得注意的是，涡旋偶极通过瞬变暗团或涡偶素态湮灭，涡旋偶极对之间或涡旋偶极与单个涡旋之间的涡旋交换等，当初始相位梯度足够大时，孤子可以直接衰减为涡偶而不是涡旋对，并且衰减速率增大。稍后，我们讨论了产生暗孤子的替代技术，其中涉及高斯势垒和依赖于时间的相互作用，包括线性和周期性的。孤子的性质可以通过调节势垒的振幅或宽度来控制。在线性情况下，孤子的数目和深度取决于相互作用的猝灭时间。对于周期性调制，瞬态孤子晶格出现其周期性取决于调制频率，通过波数选择由本地Bogoliubov频谱。有趣的是，对于足够低的势垒，法拉第图案和孤子晶格共存。如果存在法拉第图样，则孤子晶格的蛇形不稳定动力学特性被修改。
2017-04-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Algebraic bright and vortex solitons in defocusing media
我们证明了空间非均匀散焦非线性景观的非线性系数向周边增长为[1+abs（r）]**a支持一维和二维的基本和高阶亮孤子，以及涡旋孤子，代数衰减的尾巴。只要非线性增长率超过维数，孤子的能量流就会收敛，a>D.当非线性增长率足够大时，基孤子总是稳定的，而多极子和涡旋是稳定的。
2011-08-11 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Confinement of matter-wave solitons on top of a pedestal-shaped potential
波包从向下的势阶和吸引势的反射，被称为量子反射，已经被探索用于明亮的物质波孤子，主要强调将它们捕获在圆顶形势的顶部的可能性。在数值模拟中，我们观察到，运动孤子返回的边界的潜力，并保持足够长的时间被困。孤立子的穿梭运动伴随着从陷阱边界的每次反射中脱落一定量的物质，从而降低了它的范数。考虑了单孤子和双孤子的组态.讨论了碰撞孤子轨迹的不连续跳跃。在双孤子结构中，运动孤子模的阶跃衰减中观察到的时移与轨迹跳跃现象有关。所得结果可为设计新的玻色-爱因斯坦凝聚体孤子实验提供参考。
2021-01-06 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Vortex solitons in twisted circular waveguide arrays
我们解决的形成扭曲的圆波导阵列的拓扑状态，并发现扭曲导致的新的涡旋孤子的基本性质的重要差异，出现在非线性制度的相反的拓扑电荷。我们发现这种系统具有罕见的性质，即顺时针和逆时针涡旋态是不等价的。对具有C_{6v}离散旋转对称性的阵列，我们发现纵向扭转使具有最低拓扑荷m=+-1的涡旋孤子稳定，而在具有相同对称性的无扭转阵列中，这些涡旋孤子总是不稳定的。扭曲也导致了不稳定域的出现，否则稳定的孤子与m=+-2，并产生涡旋模式与拓扑电荷m=+-3，是禁止在无扭曲阵列。总的来说，我们建立了严格的关系之间的离散旋转对称性的阵列，其扭曲方向，和可能的孤子拓扑电荷。
2022-08-09 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Half-vortex soliton lattices in spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates with a quasi-flat band
Shanghai University（上海大学）；Universidade de Lisboa（里斯本大学）
研究在具有准平坦带的自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中半涡旋孤子晶格的存在性和稳定性，通过双组分格鲁泽-皮塔耶夫斯基方程框架，展示在准平坦带附近可以以极小的原子数激发半涡旋孤子及其晶格，并受局部对称性约束。
2026-01-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS
(In)stability of symbiotic vortex-bright soliton in holographic immiscible binary superfluids
本文利用全息方法研究强耦合不混溶双组分超流体中共生涡旋-亮孤子的性质与稳定性，发现第二组分可抑制涡旋分裂不稳定性，并首次证实较小缠绕数涡旋可合并为较大缠绕数涡旋。
2024-09-12 cond-mat.quant-gas hep-th nlin.PS
Control of light-atom solitons and atomic transport by optical vortex beams propagating through a Bose-Einstein Condensate
利用非线性薛定谔方程和Gross-Pitaevskii方程，模拟了远红失谐涡旋光束通过玻色-爱因斯坦凝聚体的传输。我们表明，形成的耦合光/原子孤子，旋转的方位角移动之前切向，携带角动量。孤子的数目和速度取决于光场的轨道角动量。使用贝塞尔-高斯光束增加了径向约束，使孤子可以以固定的方位角速度旋转。我们的模型提供了一个高度可控的方法，引导BEC和原子运输。
2022-03-22 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Vortex solitons: Old results and new perspectives
回顾了一些著名的和一些最近的结果，二维和三维（2D和3D）孤子，重点是国家进行嵌入涡。与通常稳定的一维孤子不同，在具有立方聚焦非线性的二维和三维模型中，二维和三维孤子分别易受临界和超临界坍缩引起的不稳定性的影响。涡旋孤子具有更强的分裂不稳定性。出于这个原因，一个中心问题是寻找可以稳定2D和3D孤子的物理设置。审查涉及，第一，两个既定的主题，即，通过竞争非线性或通过捕获势（谐振子和空间周期势）稳定涡旋孤子。前一个专题包括一个新的补充，即，稳健量子液滴的预测。另外两个主题概述了新的计划，阐述了稳定的涡旋孤子的创建。一种方案依赖于在二元BEC中使用自旋-轨道耦合（SOC），使得可以预测稳定的2D和3D孤子，其耦合或混合涡旋S=0和（+/-）1的分量（分别为半涡旋（SV）或混合模式（MRM））。在该系统中，情况在2D和3D几何形状中是不同的。在二维情况下，SOC有助于产生一个基态（GS），表现为稳定的SV或MM孤子，其范数低于临界崩溃的阈值。在3D几何中，超临界坍缩不允许产生GS，但可以构造SV和MM类型的亚稳态孤子。另一种新的方案使得在微波辐射耦合的二元BEC中产生具有任意高S的稳定的二维涡环孤子成为可能。此外，还讨论了其他一些问题，如耗散介质中的涡旋孤子以及在实验中产生涡旋孤子的尝试。
2019-04-27 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Wall-vortex composite solitons in two-component Bose-Einstein condensates
研究了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中由畴壁和附着在畴壁上的涡旋线组成的复合孤子。当两个分量的总密度均匀时，系统可以映射到O（3）非线性西格玛模型，其中赝自旋代表两个分量的序参量，得到了复合孤子的解析解.在此基础上，利用广义非线性西格玛模型讨论了双组分凝聚体中复合孤子的详细结构，其中Gross-Pitaevskii理论的所有自由度都是活动的.密度的不均匀性导致畴壁张力从西格玛模型极限中的畴壁张力减小。我们发现，被涡拉的畴壁在力学上是弯曲的，就像被钉拉的膜一样，它不仅比西格玛模型中的畴壁弯曲得更灵活，而且比约化张力的预期弯曲得更灵活。最后，我们通过数值模拟耦合Gross-Pitaevskii方程，研究了实际实验情况下的复合孤子结构与旋转下的捕获不混溶凝聚。
2013-03-28 cond-mat.quant-gas hep-th
Large transverse shifts appearing upon passage of vortices through oblique dark solitons
我们发现，当一个单一的涡旋对流的流动背景与一个斜暗孤子在离焦克尔型介质碰撞，它通过斜孤子，但这一过程是伴随着相当大的垂直移动的涡旋增长与暗孤子的倾斜角相对于流动的方向的减小和减小的流动（或碰撞）速度的增加。在与涡旋的相互作用不会导致斜暗孤子形状发生剧烈变形的参数范围内，这种位移可以在涡旋孤子沿斜暗孤子附近表现出垂直位移的“流线“运动的假设下进行解析估计.当暗孤子与运动的涡旋偶极子或旋转的等拓扑荷涡旋对碰撞时，也观察到类似的效应。
2014-05-22 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Instabilities of vortex-ring-bright soliton in trapped binary 3D Bose-Einstein condensates
在耦合Gross-Pitaevskii方程组下，数值研究了三维玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋环亮相干结构的不稳定性，并给出了解析解释.有趣的是，观察到具有足够大量的亮分量的填充涡核减小了涡环稳定性的参数区间。在这方面，我们已经确定了几个线性不稳定性和一个非线性参数不稳定的机制。据我们所知，其中两个线性不稳定性与先前报道的线性不稳定性在性质上不同，并且与$m=0$和$m=1$的方位角模式有关，即，涡流与固定环形状的偏差。我们的非线性参数共振不稳定性之间发生的$m=0$和$m=2$模式和信号之间的能量交换。
2021-09-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Vortex and soliton dynamics in particle-hole symmetric superfluids
我们以超冷原子的BCS态为例，提出在粒子-空穴对称超流体中诱导拓扑缺陷，并探测其时间演化和衰变。我们证明了粒子-空穴对称超流体的时间演化是定性不同的，并指出，在粒子-空穴对称流体的拓扑缺陷的动力学强烈修改。我们得到的结果为不同的收费，并比较它们与标准的Gross-Pitaevskii预测的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们强调了可观察到的签名的粒子-空穴对称性的动态衰减孤子和随后的漩涡。
2021-11-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Vortex solitons in two-dimensional spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates: effects of the Rashba-Dresselhaus coupling and the Zeeman splitting
我们提出了一个分析的二维（2D）的物质波孤子，由Gross-Pitaevskii方程的自吸引和交叉吸引，其中包括自旋轨道耦合（SOC）的一般Rashba-Dresselhaus形式，并分别，Rashba耦合和塞曼分裂的伪旋量系统。半涡旋（SV）和混合模式（MM）孤子的家庭被构造，它们存在于自由空间中，并且是稳定的，因为SOC项防止临界崩溃的发生，并以孤子的形式创建否则丢失的基态。DresselhausSOC对涡旋孤子产生破坏性影响，而塞曼项则使MM态转变为SV态，最终导致离域.孤子族的存在域和稳定边界。对于SOC系统的物理相关参数，二维孤子中的原子数受到$\sim 1.5\times 10^{4}$的限制。结果是通过结合分析和数值方法得到的。
2016-08-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Vortex solitons in large-scale waveguide arrays with adjustable discrete rotational symmetry
研究通过调节环形波导阵列的离散旋转对称性，揭示了其对涡旋孤子性质、相位奇点分裂及稳定性的显著影响，发现仅高电荷涡旋孤子稳定且稳定态数量随对称性阶数降低而减少。
2023-09-09 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Noise-induced topological transformations of vortex solitons in optical fibers filled with a cold atomic gas
我们考虑了在光抽运的情况下，在填充冷原子气体的空芯光纤中，光涡旋孤子的形成和传播受光和温度相关的原子涨落的影响。我们展示了不同的微扰引起的完全破坏和光滑变换的局部光学结构在空芯光纤中的拓扑特性。已确定的最大水平的光学和原子的波动，在该孤子制度可以保持。对这些水平的估计显示了在小于玻色-爱因斯坦凝聚体的临界温度的温度下观察光纤的芯填充气体中的光学涡旋孤子的机会。
2013-08-28 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Ring solitons and soliton sacks in imbalanced fermionic systems
结果表明，在具有均匀基态和费米子不平衡的超流体中，存在稳定的孤子。这些解决方案形成的径向密度调制导致节环。我们证明了这些孤子表现出非平凡的孤子-孤子和孤子-涡旋相互作用，并能形成复杂的孤子袋束缚态。在相位调制（富尔德-费雷尔）的背景下，我们发现不同的孤子状态，在稳定的涡旋-反涡旋对的形式。
2020-11-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nlin.PS
Cesium bright matter-wave solitons and soliton trains
研究了铯原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的亮物质波孤子。证明了单个孤立子的产生，并研究了孤立子原子数与原子间相互作用的关系。在准一维约束孤子串的形成。此外，已观察到的BEC的碎片限制外，在自由空间。最后介绍了一个研究孤子碰撞的双BEC产生装置。
2019-03-05 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Quench induced vortex-bright-soliton formation in binary Bose-Einstein condensates
我们揭示了二元玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋亮孤子结构的自发产生，其中两个物质中的一个被势垒分割成两个部分，两个物质之间存在小的质量不平衡。为了触发动力学，势垒突然被移除，随后段执行逆流动力学。我们考虑的相对相位差的$π$的片段之间，而一个单一的量子化的涡旋可能会被印在其他物种的中心。的旋涡结构的数量内开发的分段的物种合并后，其部分被发现依赖于其他物种的初始旋涡的存在。特别是，在分段的物种和在其他物种的涡旋的$π$相位差的结果在一个单一的涡旋亮孤子结构。然而，当不分段的物种不包含一个漩涡的逆流动力学的分段的物种引起的涡偶极子在它伴随着两个明亮的孤立波中产生的非分段的物种。转向强烈的质量不平衡的混合物，与较重的分段物种，我们发现，发生相同的整体动力学，而淬火引起的非线性激发变得更加强大。检查的角动量的动力学，我们表明，它可以从一个物种转移到另一个，其转移率可以调整的物种间相互作用的强度和原子物种的质量。
2020-01-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
