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
Dynamics of Few Co-rotating Vortices in Bose-Einstein Condensates
通过实验、数值计算和理论分析,研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中具有少量(2- 4)个同向旋转涡旋的小涡团的动力学行为。所有这些方法都证实了对称涡位形动力学不稳定性的反直觉存在。在足够大的角动量值时,不稳定性作为一个干草叉分叉出现,这会导致非对称旋转涡结构的出现和稳定。后者在理论模型中进行了量化,并在实验中观察到。的动力学探索两个可积的两涡系统,减少系统的相空间提供了有价值的见解,以及为不可积的三(或更多)涡的情况下,另外承认的可能性混沌轨迹。
2013-02-26 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Relaxation dynamics of half-quantum vortices in a two-dimensional two-component Bose-Einstein condensate
研究了含半量子涡旋的二分量玻色-爱因斯坦凝聚体中量子湍流的弛豫动力学。我们发现一个时间尺度制度的涡的数量和相关长度,在早期强烈依赖于物种间相互作用的相对强度。在以后的时间里,我们发现,标度变得普遍,独立的物种间的相互作用,并在一个标量玻色-爱因斯坦凝聚体中观察到的数值方法。
2021-10-06 cond-mat.quant-gas
Phase separation of quantized vortices in two-component miscible Bose-Einstein condensates in a two-dimensional box potential
采用Gross{ Pitaevskii}模型,数值研究了二维二元混溶玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中被箱势捕获的量子化涡旋的动力学行为.我们发现了一种新的现象,即两个分量的涡旋在空间上彼此分离,我们称之为涡旋分布的相分离。当组分间耦合较强时,会发生这种相分离。另一方面,昂萨格涡,形成在两个组件时,组件间的耦合是弱的。我们区分昂萨格涡和相分离涡的两种类型的有效距离之间的涡。研究了昂萨格涡和相分离涡之间的转捩对组分间相互作用的依赖性。
2019-01-04 cond-mat.quant-gas
Vortex dynamics and skyrmions in four to six dimensions: Coherence vortices in Bose-Einstein condensates
我指出如何相干涡,即,如果在物质波中创建关联函数中的拓扑缺陷,则可以帮助探索新的物理学。涡旋动力学可以在多达六个维度中进行研究,并且可以创建在较低维度中看不到的自旋拓扑缺陷。一个基本的原理验证实验的草图和模拟,其中三个玻色-爱因斯坦凝聚体用于创建和检测相干涡旋。
2012-08-07 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
Composite structure of vortices in two-component Bose-Einstein condensate
与单组分玻色-爱因斯坦凝聚体不同,双组分凝聚体中的涡旋可以具有各种复杂的结构。本文研究了空间均匀玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋。结果表明,涡结构可用三个无量纲参数来描述。这完全不同于通常的单组分凝结情况,在单组分凝结情况下,孤立涡由无参数无量纲方程描述。双分量涡结构强烈地依赖于各分量的“相互作用”常数的符号。几种类型的涡与不同的定性结构进行了探讨。我们证明了当“相互作用”常数为正值时,超密度涡旋是可以存在的。超密度涡旋的近轴密度大于均匀空间玻色-爱因斯坦凝聚体的平衡密度。我们还发现,在轴附近和远离轴的地方,都可以存在与凝结组分旋转方向相反的涡旋。
2015-02-28 cond-mat.quant-gas
Nonholonomy of order parameters and su(3) vortices in spin-1 Bose-Einstein condensates
本文导出了自旋为1的BEC的广义Mermin-Ho关系,它适用于不考虑序参量的对称性和自旋极化的涡旋。所得到的关系包含一个su(3)质流环流和两类对应于两个不同su(2)子代数的涡旋。
2018-04-16 cond-mat.quant-gas
Synergy Dynamics of Vortices and Solitons in Atomic Bose-Einstein Condensate Excited by an Oscillating Potential
通过数值求解二维Gross-Pitaevskii方程,研究了原子玻色-爱因斯坦凝聚体在振荡势作用下量子化涡旋和孤子的流体动力学性质.振荡势保持涡旋偶极子的成核,其脉冲交替地改变其方向与势的振荡同步。这导致了协同动力学的涡旋和孤子,以前没有报道在量子流体。
2010-10-16 cond-mat.quant-gas
Finite temperature dynamics of vortices in Bose-Einstein condensates
研究了有限温度下准二维玻色-爱因斯坦凝聚体中单个涡旋和一对涡旋的动力学行为。为此,我们使用随机Gross-Pitaevskii方程,这是玻色-爱因斯坦凝聚体的朗之万方程。对于一对涡旋,我们分别研究了旋转陷阱和移动高斯障碍势所产生的涡旋-涡旋对和涡旋-反涡旋对的动力学行为。由于热波动,在有限的温度下,组成的涡流不是相对于彼此对称地产生的。这种初始的不对称性加上系统中随机热波动的存在,可以导致对的分量涡的不同衰减率,特别是在两个共转涡的情况下。
2013-10-01 cond-mat.quant-gas
Stable multiple vortices in collisionally inhomogeneous attractive Bose-Einstein condensates
研究了具有空间局域自吸引区域的二维囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体中孤立涡的稳定性。求解相应的Bogoliubov-de Gennes方程并运行基础Gross-Pitaevskii方程的直接模拟揭示了具有高达S = 6(至少)的拓扑电荷的涡旋在化学势的临界值以上是稳定的(即,低于临界原子数,其随S急剧增加)。最大的非线性局部化半径承认稳定的高阶涡估计解析和精确识别的数值形式。据我们所知,这是第一个例子的设置,产生稳定的高阶涡,S> 1,在一个被困的自吸引BEC。在非线性光学中也可以实现相同的设置。
2015-10-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Collective dynamics of vortices in trapped Bose-Einstein condensates
本文用微观Bogoliubov-deGennes场论计算了扁谐势阱中三维旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的集体模谱。对于含有$N_v$涡的凝结体,得到了$N_v$ Kelvin-Tkachenko模分支。这些模式的特点进行了比较与经典的点涡模型预测。我们已经创建了电影来可视化对应于Kelvin-Tkachenko波的漩涡的运动。
2013-03-05 cond-mat.quant-gas
Quantized vortices in superfluid helium and atomic Bose-Einstein condensates
本文综述了超流氦和原子玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化涡旋物理的最新进展。量子涡旋是低温量子凝聚系统中玻色-爱因斯坦凝聚的直接产物。量子化涡旋最早是在20世纪50年代在超流4He中发现的,此后人们主要关注该系统的量子流体力学。自1972年发现3He超流以来,人们对各向异性超流的量子化涡旋特性进行了理论研究,并在旋转恒温器上进行了实验观察。1995年原子玻色-爱因斯坦凝聚的实现开辟了新的可能性,因为它可以控制和直接可视化凝聚和量子化涡旋。从历史上看,超流体4He和3He中发展的许多想法已经被引入冷原子领域并得到有效利用。在这里,我们回顾和总结我们目前的理解量子化的漩涡,桥接超流氦和原子玻色-爱因斯坦凝聚体。这篇评论文章从一个基本的介绍开始,然后是现代主题的讨论,如量子湍流和不寻常的冷原子凝聚体中的涡旋。
2010-05-03 cond-mat.quant-gas
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
Crystallized and amorphous vortices in rotating atomic-molecular Bose-Einstein condensates
涡旋是超流体和超导体中一种具有量子化相缠绕数的拓扑缺陷。本文利用阻尼投影Gross-Pitaevskii方程研究了旋转原子-分子玻色-爱因斯坦凝聚体中的结晶(三角形、正方形、蜂窝形)和非晶涡旋。非晶态涡旋是原子-分子涡旋相互作用引起的较大偏离的结果。通过改变原子-分子相互作用从吸引到排斥,涡旋的结构可以从重叠的原子-分子涡旋转变为CO2型涡旋,再转变为原子-分子间隙型涡旋,最后转变为独立的分离型涡旋。拉曼失谐可以调节原子涡旋与分子涡旋的比值。给出了旋转原子-分子玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋随拉曼失谐量和原子-分子相互作用强度变化的相图。
2015-02-02 cond-mat.quant-gas
Hidden vortices in a Bose-Einstein condensate in a rotating double-well potential
研究了旋转双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的形成。除了普通的量子化涡旋和难以捉摸的鬼涡旋外,还发现了沿中心势垒分布的“隐藏”涡旋。这些隐藏的漩涡像幽灵漩涡一样看不见,但带有角动量。此外,它们的核心尺寸不是由愈合长度给出的,而是受到外部电势的强烈影响。我们发现,费曼规则可以很好地满足后,包括隐藏的漩涡。隐涡的形成不存在临界旋转频率,而普通可见涡的形成存在一个临界旋转频率。在玻色-爱因斯坦凝聚体的自由膨胀中,可以发现隐藏的涡旋。此外,玻色-爱因斯坦凝聚体中的隐涡也可以出现在其他的外部势场中,例如旋转各向异性的环形势阱。
2010-08-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Stable Fractional Vortices in the Cyclic States of Bose-Einstein Condensates
我们提出了在F = 2旋量的玻色-爱因斯坦凝聚体的循环态中,通过使用脉冲微波和激光场操纵其内部自旋结构来产生分数涡旋的方法。这种涡的稳定性研究作为一个功能的旋转频率的限制谐波陷阱在煎饼和雪茄形冷凝。我们发现一个范围内的参数,所谓的1/3涡旋状态是积极有利的。这样的分数涡可以创建在87 Rb原子的凝聚体使用当前的实验技术,促进探测的拓扑缺陷与非阿贝尔统计。
2009-10-15 cond-mat.quant-gas
Einstein-Bose condensation of Onsager vortices
本文研究了二维涡旋气体的统计力学。我们引入了一个新的可观察-一个冷凝分数的昂萨格涡-量化的涡冷凝的出现。昂萨格涡的凝结在单个涡系中观察得最清楚,它是由于固体旋转之间的竞争而发生的。涡格)和势流(c.f.多量子涡旋态)。我们提出了一个实验来观察这样一个单一的涡旋物种系统中的涡的凝结转变。
2018-02-13 cond-mat.quant-gas
The nonlinear Dirac equation: Preparation and stability of relativistic vortices in Bose-Einstein condensates
我们提出了一个详细的实验程序,在蜂窝状光晶格中的二维玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中制备由非线性狄拉克方程控制的相对论涡旋。我们的设置包含狄拉克点,直接类似于石墨烯。我们确定的范围内的所有相关的物理参数需要实现相对论性的旋涡的BEC的$^{87}\mathrm{Rb}$原子的实用值。在弱简谐势阱中,得到了Anderson-Toulouse和Mermin-Ho skyrmion织构以及半量子涡旋等七种不同的涡旋类型,并计算了它们的离散谱和稳定性.我们预测,大多数旋涡是稳定的,其寿命在$1$和$10$秒之间。
2015-02-06 cond-mat.quant-gas
Multidimensional Josephson vortices in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates: snake instability and decay through vortex dipoles
本文利用Gross-Pitaevskii方程分析了具有Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中Josephson涡旋态的动力学性质。在1D中,无论是在均匀的和谐波捕获系统,我们报告含有双电荷,静态约瑟夫森涡旋的定态。在多维系统中,我们发现稳定的约瑟夫森涡的政权的参数典型的电流实验与$^{87}$ Rb原子。此外,我们还讨论了盘状凝聚体中约瑟夫森涡旋的不稳定性机制,在这种不稳定性机制中,蛇形不稳定性起作用,涡旋偶极子出现。我们研究了丰富的动态,他们表现出在不同的制度的自旋轨道耦合凝聚体的约瑟夫森涡的方向。
2016-03-18 cond-mat.quant-gas
From vortices to solitonic vortices in trapped atomic Bose-Einstein condensates
受最近实验的启发,我们从理论上研究了细长阱中原子凝聚体中从二维到一维过渡过程中的涡旋动力学。我们探讨了从一个漩涡的动力学的暗孤子的一维极限接近的过渡,映射这种过渡作为一个关键的系统参数的函数。此外,我们探测这个过渡动态地通过滞后下的时间依赖性变形的陷阱在维度交叉。当在滞后期间探测孤子制度时,系统会损失显著的角动量,但值得注意的是,涡旋可以重新出现。
2016-03-18 cond-mat.quant-gas
Kibble-Zurek scaling and its breakdown for spontaneous generation of Josephson vortices in Bose-Einstein condensates
限制在双环阱中的原子玻色-爱因斯坦凝聚体支持约瑟夫森涡旋作为相对相位中的拓扑稳定缺陷。我们提出了一个测试的缺陷形成的标度律淬火玻色气体在这种几何形状的简并。随机Gross-Pitaevskii模拟揭示了一个-1/4幂律缩放的缺陷数与淬火时间的快速淬火,与Kibble-Zurek机制一致。慢猝灭表现出较强的猝灭时间依赖性,这是由约瑟夫森涡旋的稳定性解释,揭示了Kibble-Zurek制度的边界。两个原子场的干涉使得能够对稳定缺陷进行清晰的长时间测量,并直接测试玻色-爱因斯坦凝聚中的Kibble-Zurek机制。
2013-05-03 cond-mat.quant-gas
Counter-rotating vortices in miscible two-component Bose-Einstein condensates
在饼形势场中,研究了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的反向旋转涡,即两组分之间的超流绕重叠涡核反向旋转.在一个线性稳定性分析与Bogoliubov-de Gennes模型,我们表明,反向旋转的旋涡是动态不稳定的分裂成多个旋涡。这种不稳定性表现出作为逆流不稳定性的结果的特征行为,它导致二元冷凝物中两个组分之间的相对流动松弛。其特征行为与单组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的多量子涡旋完全不同,由不稳定性产生的涡旋数可以大于反向旋转涡旋的初始缠绕数.我们还研究了非线性动力学的不稳定性,通过数值求解Gross-Pitaevskii方程。当反向旋转涡的缠绕数增加时,非线性动力学发生剧烈变化,导致涡核外涡对的形核。在两个分量之间的相对旋转松弛之后,不稳定性最终发展为湍流。
2013-10-08 cond-mat.quant-gas
Twisted spin vortices in a spinor-dipolar Bose-Einstein condensate with Rashba spin-orbit coupling
本文考虑自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体,它具有Rashba自旋-轨道耦合和偶极-偶极相互作用。由于自旋-轨道耦合、偶极-偶极相互作用和陷阱几何的综合作用,该系统呈现出丰富的基态自旋结构,包括扭曲的自旋涡旋。基态相图的自旋-轨道耦合和偶极-偶极相互作用的强度来确定。
2016-07-29 cond-mat.quant-gas
Observation of vortices and vortex stripes in a dipolar Bose-Einstein condensate
量子化涡旋是超流性的典型特征。涡旋在所有自然系统中普遍存在,但在偶极量子气体中尚未观察到。在这里,我们利用镝玻色-爱因斯坦凝聚体的偶极-偶极相互作用的各向异性性质,在另外的圆柱对称的煎饼形陷阱中诱导角对称破缺。将磁场向径向平面倾斜,通过磁致伸缩使云变形为椭圆体,然后使其旋转。在接近径向陷阱频率的搅拌频率,我们观察到动态不稳定的表面激发,这导致角动量被泵入系统通过涡流的产生。在连续旋转的情况下,涡旋沿着磁场排列成条纹状--与模拟结果密切相关--实现了对偶极涡旋的长期预测。
2022-06-24 cond-mat.quant-gas
Core sizes and dynamical instabilities of giant vortices in dilute Bose-Einstein condensates
受最近的一个实验的启发,我们研究了巨涡旋的动力学不稳定性和核尺寸。这个实验是在一个玻色-爱因斯坦凝聚体(涡旋泵)中循环加入量子涡旋。核心的大小被发现增加大致作为一个平方根函数的量子数的漩涡,而强度的动态不稳定性饱和到一个相当低的值或增加非常缓慢的大量子数。我们的研究表明,巨大的旋涡非常高的角动量可以通过逐渐增加的工作频率的旋涡泵实现。
2010-02-08 cond-mat.quant-gas
Hidden vortices and Feynman rule in Bose-Einstein condensates with density-dependent gauge potential
本研究针对含密度依赖规范势的囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体,数值探究其涡旋成核特性,推导修正的费曼规则并验证,还发现无需势阱旋转仅靠非线性旋转即可成核涡旋。
2024-07-25 cond-mat.quant-gas
Bubbles with attached quantum vortices in trapped binary Bose-Einstein condensates
在耦合的Gross-Pitaevskii方程组下,数值研究了能量稳定的双组分不混溶玻色-爱因斯坦凝聚体的“芯幔”构型的特殊拓扑激发.在模拟中首次观察到了非平稳的长寿命相干结构,它由几个从外到内穿透“地幔”的量子涡丝组成,反之亦然,并表现出相当不平凡的动力学。如果“芯”和“套”之间的界面足够大,而表面张力不小,则细丝的末端可以保持附着在“芯”和“套”之间的界面上。这种“气泡”的形状受到旋涡的强烈影响,有时远非球形。
2021-08-27 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.flu-dyn
Dynamics of the corotating vortices in dipolar Bose-Einstein condensates in the presence of dissipation
在耗散Gross-Pitaevskii方程的框架下,研究了偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中单个涡旋对和共转涡旋对的动力学行为。这个简单的模型使我们能够模拟有限温度对涡旋动力学的影响。我们研究了偶极相互作用对唯象耗散下单个涡旋动力学的影响。在共转涡对的情况下,涡的位置的初始不对称性可以导致不同的衰减率的组成涡的情况下,通过纯接触相互作用的冷凝物相互作用。我们观察到,各向异性之间的相互作用的组件涡表现为可察觉的差异,在有限温度下的冷凝物中的涡穿过的轨迹。
2014-07-17 cond-mat.quant-gas
Empty and filled vortices in squeezed 39K Bose-Bose liquid drops
该研究利用密度泛函理论研究了39K玻色-玻色液体液滴中涡旋的形成与稳定性,发现压缩至准二维的液滴形成稳定涡旋的临界原子数显著低于球形液滴,有助于推动其实验观测,并揭示了全空涡旋的稳定岛及转变线。
2025-11-14 cond-mat.quant-gas
Quantized vortices in a rotating Bose-Einstein condensate with spatiotemporally modulated interaction
本文对具有时空调制相互作用的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子化涡旋分别在简谐势和非简谐势下进行了理论分析和数值研究。通过相似变换,得到了精确的量子化涡旋和巨涡旋解。通过数值模拟研究了它们的稳定性行为,结果表明,在该系统中,时空调制相互作用可以支持一系列新的稳定涡旋态(由径向和角向量子数定义).我们发现,在具有时空调制相互作用的排斥凝聚体中,存在稳定的量子化涡旋。我们也给出了一个实验方案,在未来的实验中观察这些涡旋态。
2011-08-10 cond-mat.quant-gas
Phase separation and hidden vortices induced by spin-orbit coupling in spin-1 Bose-Einstein condensates
研究了自旋轨道耦合的铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体中的相分离和隐涡。隐涡在密度分布上是不可见的,但在相位分布上是可见的,它可以像普通的量子化涡一样携带角动量。在没有转动的情况下,我们观察到了由自旋-轨道耦合引起的相分离,并确定了整个相图中相分离的存在。对于旋转情形,除了相分离外,我们还特别证明了自旋轨道耦合可以导致隐涡和隐涡反涡对。根据自旋-轨道耦合强度、旋转频率和Rabi频率的相互作用,确定了相应的整个相图,揭示了隐涡和涡-反涡对出现的临界条件.动力学分析表明,在实验时间尺度内,这里的隐涡是长寿命的。这些结果不仅为自旋轨道耦合旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中的相分离现象提供了清晰的解释,而且为研究高自旋量子系统中的隐涡开辟了新的方向.
2018-02-01 cond-mat.quant-gas
Generation of Josephson vortices in stacked toroidal Bose-Einstein condensates
本文提出在耦合同轴环形玻色-爱因斯坦凝聚体中制备不同拓扑荷态的实验方法,为直接观测旋转约瑟夫森涡旋开辟了道路。
2022-09-15 cond-mat.quant-gas
Spontaneous Crystallization of Skyrmions and Fractional Vortices in the Fast-rotating and Rapidly-quenched Spin-1 Bose-Einstein Condensates
我们研究了自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体在快速旋转和快速热猝灭的共同作用下自发产生的结晶拓扑缺陷。通过求解随机投影的Gross-Pitaevskii方程,我们证明了当系统达到平衡时,在铁磁和反铁磁旋量BEC中分别可以形成六方晶格的skyrmions和正方晶格的半量子化涡旋,并可以用偏振相关的相衬方法成像.
2011-05-31 cond-mat.quant-gas
Observation of Solitonic Vortices in Bose-Einstein Condensates
我们在自由膨胀后的原子玻色-爱因斯坦凝聚体中观察到了孤立子涡旋。这种缺陷的性质的明确的签名是扭曲的平面密度耗尽周围的涡线,在吸收图像中观察到的,和通过零差技术获得的干涉图案中的双位错。这两种方法都允许我们确定量子化循环的符号。实验观察与数值模拟相一致。这些孤立子涡旋的衰减产品的BEC序参量相位缺陷后,在雪茄形谐波陷阱的BEC过渡迅速淬火自发创建,并被证明具有很长的寿命。
2014-10-15 cond-mat.quant-gas
Double-Quantum Spin Vortices in SU(3) Spin-Orbit Coupled Bose Gases
我们证明了在SU(3)自旋轨道耦合玻色气体的基态中可以存在双量子自旋涡旋,其特征是双量子化的循环自旋流和未磁化的填充核.结果表明,SU(3)自旋轨道耦合和自旋交换相互作用对基态相图的确定起着重要作用。在有效铁磁自旋相互作用的情况下,SU(3)自旋轨道耦合导致磁化基态的三重简并;而在反铁磁自旋相互作用的情况下,SU(3)自旋轨道耦合打破了旋量玻色气体的寻常相位规则,允许双量子自旋涡旋的自发出现.这种奇异的拓扑缺陷与现有实验中观察到的单量子化自旋涡旋形成鲜明对比,并且可以通过当前的磁化敏感相衬成像技术容易地观察到。
2016-09-24 cond-mat.quant-gas
Effect of optical lattice potentials on the vortices in rotating dipolar Bose-Einstein condensates
研究了偶极-偶极相互作用和不同深度的光晶格势对旋转偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的形成和动力学的影响。通过数值求解含时准二维Gross-Pitaevskii方程,分析了偶极-偶极相互作用对涡旋成核、涡旋结构、临界旋转频率和涡旋数的影响。由于除了偶极相互作用之外,OL还提供了补充对称破缺,因此观察到了涡旋的快速产生。临界转动频率随层厚的增加而减小。此外,在较低的旋转频率下,涡流的数量增加,增加的深度OL,而它减少在较高的旋转频率。通过计算均方根半径证实了涡旋数量的这种变化,均方根半径在较高的旋转频率下在深光晶格中收缩。
2014-06-23 cond-mat.quant-gas
Phase Retrieval of Vortices in Bose-Einstein Condensates
本文提出一种基于飞行时间测量的玻色-爱因斯坦凝聚体二维量子波函数完整重建方案,通过在不同方向设置不同膨胀持续时间克服了高对称性激发相位测量的模糊性,并成功重建了物质波涡旋及涡旋阵列。
2024-04-23 cond-mat.quant-gas eess.SP
Complex Langevin simulation of quantum vortices in a Bose-Einstein condensate
采用复朗之万方法对玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子涡旋进行了从头计算模拟。我们模拟了旋转作用下有限化学势下的非相对论玻色子场论。在超流相中,在临界角速度以上产生涡旋,并且即使在存在量子涨落的情况下,环流也是明显量子化的。
2015-11-04 cond-mat.quant-gas hep-lat hep-ph
Stabilization and pumping of giant vortices in dilute Bose-Einstein condensates
最近的研究表明,通过周期性地向凝聚体中注入涡量,可以在稀释的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生具有任意大量子数的巨涡。然而,多重量子化的涡旋在非旋转凝聚体中是典型的动态不稳定的,这对涡旋泵过程提出了严峻的挑战。在这个理论研究中,我们研究了如何通过沿涡核施加高斯势峰来稳定巨涡。我们发现,实现动力学稳定性是可行的高量子数。为了证明稳定化方法的有效性,我们模拟了一个未分裂的20-量子涡旋与涡旋泵的绝热创建。
2010-09-30 cond-mat.quant-gas
Precession of Vortices in Dilute Bose-Einstein Condensates at Finite Temperature
证明了玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的进动频率是由守恒定律决定的,而不是由最低的激发能模决定的。利用连续性方程确定了BEC中单个离轴涡和涡格的旋进频率,并在旋转坐标系下用与时间无关的Hartree-Fock-Bogoliubov(HFB)方程自洽求解.我们发现协议与零温度计算(Bogoliubov近似),和一个平滑的变化的进动频率随着温度的增加。时间相关的解决方案证实了这些预测的有效性。
2009-10-12 cond-mat.quant-gas
Generating Functions, Polynomials and Vortices with Alternating Signs in Bose-Einstein Condensates
在这项工作中,我们构造合适的生成函数的领域中的交替符号的玻色-爱因斯坦凝聚体的旋涡。除了包含在这些函数的早期流体动力学构造中的涡-涡相互作用之外,这里的涡围绕捕集器的中心进动。这导致正电荷和负电荷的涡旋的生成函数满足修正的所谓Tkachenko微分方程。从该方程,我们重建共线的少涡平衡在早期的工作中获得的,以及将它们扩展到更大数量的涡。此外,可以导出特定的力矩条件,例如,关于任意涡数的涡的平方位置之和。此外,相关的微分方程可以在二维复平面中适当地推广,并允许构造例如多边形涡环和多环构型,以及在中心处具有围绕涡的环的构型,这些构型再次与先前的参考文献相关联。
2014-07-30 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Violation of single-length scaling dynamics via spin vortices in an isolated spin-1 Bose gas
我们考虑了孤立的准二维自旋1玻色气体淬火成易平面铁磁相的相序动力学。在未磁化的反铁磁状态下制备初始系统,随后的排序涉及极核和Mermin-Ho自旋涡旋,不同涡旋之间的比率可由淬火参数控制。当这些涡旋湮灭时,发生铁磁畴生长。这两种涡旋的不同动力学特性意味着畴的生长规律是由两个宏观尺度决定的,这违反了标准的动力学尺度假设。然而,我们发现有序化过程的普遍性体现在自旋涡旋的衰变规律中。
2019-04-30 cond-mat.quant-gas hep-ph
Stripes and honeycomb lattice of quantized vortices in rotating two-component Bose-Einstein condensates
数值研究了等原子质量、等组元内和组元间耦合强度的二组元玻色-爱因斯坦凝聚体的涡旋晶格结构。对Gross-Pitaevskii方程的数值模拟表明,量子化涡旋形成了不确定的晶格结构,并伴随着涡旋条纹、蜂窝晶格及其复合体.这是由于SU(2)对称操作下系统的简并性,使上述结构之间发生连续变换的结果。根据赝自旋表象,确定了复杂的晶格结构为双螺旋半skyrmions的六角晶格。
2018-03-18 cond-mat.quant-gas
Vinen turbulence via the decay of multicharged vortices in trapped atomic Bose-Einstein condensates
我们研究了一个利用多电荷涡旋衰变在被囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中产生湍流的过程。我们发现,由此产生的单电荷涡旋相互扭曲,螺旋开尔文波的形状交织在一起,碰撞和经历涡旋重连,创造一个无序的涡旋状态。通过检验速度统计、能谱、关联函数和时间衰减,并将这些性质与普通湍流的性质和超流氦中的观测结果进行比较,我们得出结论,这种无序涡旋状态可以与在超流氦中发现的“Vinen”湍流区相鉴别。
2017-04-22 cond-mat.quant-gas
Three-dimensional splitting dynamics of giant vortices in Bose-Einstein condensates
通过数值积分三维Gross-Pitaevskii方程,研究了稀玻色-爱因斯坦凝聚体中巨涡旋的分裂动力学.在空间离散中,利用四面体拼接的优点,减小了误差,提高了数值方法的可靠性。广泛的调查涡旋分裂对称性提出了不同的纵横比的谐波捕获势。在模拟动力学中观察到的分裂模式的对称性被发现是在良好的协议与通过解决相应的Bogoliubov方程的主导动力学不稳定性所获得的预测。此外,我们观察到分裂涡在扁长凝聚体中的交织和分裂和复苏的现象在一个球形凝聚体。
2018-04-23 cond-mat.quant-gas
Splitting dynamics of giant vortices in dilute Bose-Einstein condensates
研究了零温极限下无旋玻色-爱因斯坦凝聚体中大量子数多重量子化涡旋的分裂。分裂被观察到,导致无涡冷凝碎片分离的涡面。这些片段的数量被发现是等于角动量量子数的Bogoliubov激发模式负责分裂,虽然制定的片段不能被描述为小振幅激发。因此,孤立巨涡旋的实现及其分裂的观察将提供一种将实验数据与离散理论量直接联系起来的方法。
2010-04-01 cond-mat.quant-gas
Half-Quantum Vortices in an Antiferromagnetic Spinor Bose-Einstein Condensate
报道了在反铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的易平面极性相中观察到的半量子涡旋。使用原位磁化敏感成像,我们观察到,对HQVs与相反的核心磁化时,单电荷的量子涡旋注入到冷凝物中产生。HQV对形成的动力学的特征在于通过测量对分离距离和芯磁化强度的时间演变,这揭示了HQV之间的排斥相互作用的短程性质。我们发现轴向磁振子激发的热布居引起的自旋涨落对HQV对的形成动力学没有显著影响。我们的结果证明了反铁磁旋量凝聚体中单电荷涡旋的不稳定性。
2016-04-19 cond-mat.quant-gas
Vortices in dipolar Bose-Einstein condensates
本文研究了偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋的性质,重点探讨三维主导偶极区域中超越平均场效应、陷阱几何与磁场倾斜角对涡旋稳定性的影响。
2023-09-06 cond-mat.quant-gas quant-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
Vortex dynamics of rotating dipolar Bose-Einstein condensates
在准二维几何条件下,研究了偶极-偶极相互作用对$^{52}$ Cr和$^{164}$ Dy原子旋转偶极玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中涡旋形成的影响.通过数值求解相应的含时平均场Gross-Pitaevskii方程,我们发现偶极相互作用增加了涡旋的数量,而排斥接触相互作用增加了涡旋的稳定性.此外,在强偶极BEC中还发现了一个有序的涡旋晶格,其中包含了大量的涡旋。
2012-08-30 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
Dynamical Hartree-Fock-Bogoliubov Theory of Vortices in Bose-Einstein Condensates at Finite Temperature
本文提出了一种利用凝聚密度连续性方程预测有限温度下玻色-爱因斯坦凝聚体中单个离轴涡旋和涡旋阵列的进动频率的方法。我们还提出了一个正交Hartree-Fock-Bogoliubov(HFB)形式主义。我们解决的连续性方程的凝聚密度自洽与正交HFB方程,并找到固定的解决方案,在该频率下旋转的框架。作为这种形式主义的效用的一个例子,我们获得了时间无关的解决方案,准二维旋转系统的共同旋转框架。我们比较这些结果与时间相关的预测,我们模拟搅拌的冷凝。
2011-09-22 cond-mat.quant-gas
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