Coupled spin-vortex pair in dipolar spinor Bose-Einstein condensates
研究了对称双势阱中自旋为1的偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的基态和磁性。特别是，我们专注于自旋涡旋状态的假设，每个潜在的井是高度煎饼形状。我们发现，双阱势的存在下，产生两种不同的自旋配置的自旋涡旋对状态。我们还研究了耦合自旋涡旋对静态横向磁场的响应。
2015-12-20 cond-mat.quant-gas
Spontaneous Spin Textures in Dipolar Spinor Condensates: A Dirac String Gas Approach
本文研究了在不同的陷阱几何条件下，铁磁旋量凝聚体中由磁偶极-偶极相互作用引起的自发自旋织构。在平均场水平上，我们表明该系统是具有负弦张力的狄拉克弦气体的对偶，其中基态自旋纹理可以很容易地确定。我们发现，三维凝聚体更倾向于meron状涡旋织构，准一维凝聚体更倾向于轴向偏振耀斑织构，而准二维凝聚体则表现出meron织构或面内偏振织构.
2015-04-25 cond-mat.quant-gas
Spin mixing and protection of ferromagnetism in a spinor dipolar condensate
研究了铬偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中原子自旋相对于磁场倾斜一个角度$θ$后的自旋混合动力学。自旋混合由偶极耦合触发，但是，一旦动力学开始，它主要是由接触相互作用驱动的。对于特定情况$θ=π/2$，需要由磁梯度引起的外部自旋-轨道耦合项来实现动力学。然后，气体的初始铁磁特性被局部保留，这是一个意想不到的特征，我们将其归因于大的自旋相关接触相互作用。
2017-05-23 cond-mat.quant-gas
Hydrodynamic equation of a spinor dipolar Bose-Einstein condensate
我们介绍了自旋动力学的铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体的磁偶极-偶极相互作用的运动方程，使用一个矢量表示的超流速度和一个复杂的标量描述的磁化。这种简单的流体动力学描述提取了自旋波的动力学，并提供了一个简单的方法来研究凝聚体的自旋动力学。为了证明这种描述的优点，我们举例说明了动力学不稳定性和磁涨落偏好，它们以解析形式表示。
2010-11-10 cond-mat.quant-gas
Parametric amplification of matter waves in dipolar spinor Bose-Einstein condensates
在适当的条件下，自旋变化碰撞可能导致旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中物质波的参量放大。磁偶极-偶极相互作用，虽然通常在碱性原子中非常弱，但在放大过程中发挥了非常重要的作用。我们发现，这些相互作用可能会导致一个强烈的依赖的放大动力学之间的角度陷阱轴和磁场方向。我们也分析了磁场梯度所起的重要作用，它也强烈地改变了放大过程。因此，在未来的实验中必须仔细控制磁场梯度，以便清楚地观察放大动力学中偶极相互作用的影响。
2010-05-12 cond-mat.quant-gas
Symmetry-breaking magnetization dynamics of spinor dipolar Bose-Einstein condensates
利用平均场和Bogoliubov理论研究了自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体在偶极-偶极相互作用下的对称性破缺磁化动力学.当一个磁场沿对称轴的煎饼形BEC在m = 0超精细子级，横向磁化发展打破手征或轴对称。根据所施加的磁场的强度形成各种磁化图案。在~（87）Rb和~（23）Na凝聚体中也能观察到这种现象。
2009-11-14 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
Spinor Bose-Einstein condensates
本文综述了旋量和偶极玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的物理学。讨论了旋量BEC的平均场基态、Bogoliubov谱、多体基态和激发态。本文综述了自旋极化偶极玻色-爱因斯坦凝聚物和自旋偶极玻色-爱因斯坦凝聚物的性质。描述了旋量玻色-爱因斯坦凝聚中涡旋的一些独特特征，如分数阶涡旋和非阿贝尔涡旋。利用群论对序参量的对称性进行了分类，并基于同伦理论研究了各种拓扑激发。一些最近的事态发展在旋量BEC进行了讨论。
2012-07-31 cond-mat.quant-gas
Spontaneous demagnetization of a dipolar spinor Bose gas at ultra-low magnetic field
具有内部自由度的量子简并玻色气体，称为旋量凝聚体，是研究磁性和超流性之间相互作用的天然候选者。在迄今为止所研究的碱金属原子的旋量凝聚体中，旋量性质是由接触相互作用决定的，而由于小的磁偶极-偶极相互作用，磁化被动态冻结。在这里，我们研究了S=3 $^{52}$ Cr原子的旋量性质，其中相对较强的偶极-偶极相互作用允许磁化强度的变化。当磁场被淬灭到一个极低的值时，我们观察到铁磁相和非极化相之间的相变，低于该值时，相互作用压倒了线性塞曼效应。BEC磁化由于设置动力学的磁偶极-偶极相互作用而改变。我们的工作开辟了利用超冷原子进行自由磁化量子磁性的实验研究。
2011-03-24 cond-mat.quant-gas
Spontaneous Vortex Lattices in Quasi 2D Dipolar Spinor Condensates
受近期实验\cite{BA} \cite{BB}的启发，我们研究了具有不同纵横比的准二维铁磁凝聚体。我们发现，在零磁场下，偶极能产生一个局部能量极小值，所有自旋都位于二维平面内，形成一排{\em交替}取向的{\em圆形}自旋织构，对应于不同自旋分量中{ \em恒等}涡度的堆积.在大的磁场中，系统可以进入由椭圆和双曲线Mermin-Ho自旋织构阵列组成的长寿命动力学状态，而真正的平衡是单轴自旋密度波，沿磁场具有单一波矢，波长与长寿命涡旋阵列状态的特征长度相似。
2009-08-11 cond-mat.quant-gas
Barnett effect in rotating spinor dipolar quantum droplets
University of Electro-Communications（电波大学）；RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)（理化学研究所计算科学中心）
研究通过释放自旋自由度稳定旋滴中的涡旋态，利用类似Barnett效应的机制产生轴向磁化，外加磁场使原子云旋转并形成稳定的束缚态。
2026-05-12 cond-mat.quant-gas
Internal structure and stability of vortices in a dipolar spinor Bose-Einstein condensate
我们展示了偶极相互作用如何对原子旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋结构产生显著影响，并说明了适用于偶极旋量系统的一般物理原理。然后，我们发现和分析的核心奇异涡旋与非阿贝尔收费的点群对称的自旋3 $^{52}$铬凝聚。使用一个更简单的模型系统，我们分析了潜在的偶极物理，并显示了磁偶极耦合产生的特征长度尺度如何与s波散射的愈合长度层次相互作用，并导致核心结构的简单标准：当相互作用都在能量上有利于基态自旋条件时，例如在自旋为1的铁磁相中，奇异涡流的尺寸被限制为较短的自旋相关的愈合长度。相反，当交互竞争时（例如，在自旋为1的极性相），我们发现奇异涡旋的核随着偶极耦合的增加而增大。我们进一步展示了如何自旋对齐所产生的相互作用各向异性是明显的基态自旋涡旋线，是垂直于冷凝物的旋转轴的外观，以及在潜在的可观察到的内部核心自旋纹理。我们还解释了它是如何导致相互作用相关的角动量在非奇异涡旋的结果与旋转诱导的自旋有序的竞争。当各向异性被修改由一个强大的磁场，我们展示了它如何引起一个破环变形的涡核到一个自旋畴壁。
2017-04-07 cond-mat.quant-gas
Internal Josephson Effects in Spinor Dipolar Bose--Einstein Condensates
本文从理论上研究了自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体三能级系统中由自旋交换相互作用和磁偶极-偶极相互作用驱动的内约瑟夫森效应，得到了新的自旋动力学.我们引入单一的空间模式近似的Gross-Pitaevskii方程，推导出约瑟夫森型方程，这是类似于隧道电流通过三个结之间的三个超导体。从一个类比与两个相互作用的非刚性的振动模式，我们确定独特的不同的振荡模式，称为0- $π$，0-$running$，$running$- $running$，$2nπ& running$ -$2π$，$single nonrigid pendulum$，和$two rigid pendulums$相位模式。这三种态的约瑟夫森模可望在真实的原子玻色气体系统中找到。
2009-12-09 cond-mat.quant-gas
Dipolar and spinor bosonic systems
本文综述了由玻色子原子或分子组成的偶极和旋量原子系统的主要性质和描述方法。解释了正确处理具有非局域相互作用势的玻色凝聚原子系统的一般方法。该方法适用于玻色凝聚系统的偶极相互作用势。描述了具有旋量相互作用势的系统的性质。考虑了囚禁原子和光晶格中的原子。导出了光晶格中原子的有效自旋哈密顿量。强调了冷原子自旋电子学的可能性。本综述与以前的综述文章不同，它集中于对基本理论观点的全面介绍，帮助读者更好地了解数学细节，并得出更清晰的物理结论。
2018-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Spontaneous Magnetic Ordering in a Ferromagnetic Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensate
基于Gross-Pitaevskii和Bogoliubov理论研究了具有磁偶极-偶极相互作用（MDDI）的自旋1铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋动力学.我们发现，各种磁结构，如棋盘和条纹出现在动力学过程中，由于自旋交换相互作用，MDDI，二次塞曼和有限尺寸效应的综合影响，以及非平稳的初始条件。然而，伯克利小组观察到的短程磁序[Phys. Rev. Lett. { \bf 100}，170403（2008）]在我们的计算中没有完全再现;顺序的周期性相差三倍，并且棋盘图案最终在我们的数值模拟中消失。差异的可能原因进行了讨论。
2010-06-24 cond-mat.quant-gas
Beliaev theory of spinor Bose-Einstein condensates
本文推广Beliaev [1，2]提出的格林函数方法，研究了外磁场中F = 1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体，特别是87 Rb原子的元激发能谱的量子耗尽效应.我们发现，量子耗尽增加了自旋波激发的二次色散关系的有效质量的磁振子。铁磁相和极性相的增强因子是相同的，并且与外部磁场的大小无关。这些磁振子在87Rb旋量BEC中的寿命比声子的寿命长得多。我们提出了一个实验装置来测量这些磁振子的有效质量的旋量玻色气体利用的影响的非线性色散关系的波包的横向磁化的空间扩展。这种类型的测量具有实际应用，例如，在精密磁力测量中。
2012-05-03 cond-mat.quant-gas
Quantum droplets with magnetic vortices in spinor dipolar Bose-Einstein condensates
本文研究铕自旋偶极 BEC 的自束缚液滴，揭示弱场磁涡旋环、磁场增强下经双稳转变及 Einstein-de Haas 旋转动力学，并表明受限磁涡旋可形成超固体。
2024-02-29 cond-mat.quant-gas
Stoner-Wohlfarth switching of the condensate magnetization in a dipolar spinor gas and the metrology of excitation damping
本文考虑准一维偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在非均匀局域自旋取向近似下，即具有单向局域磁化。通过精确的有效偶极-偶极相互作用的解析计算，我们推导出一个Landau-Lifshitz-Gilbert方程的耗散凝聚磁化动力学，并显示它如何导致单轴铁磁粒子的Stoner-Wohlfarth模型，后者的模型确定稳定的磁化模式和磁滞曲线之间切换。对于一个外部磁场指向沿轴向，长的方向，我们解析求解的Landau-Lifshitz-Gilbert方程。该解决方案明确表明，磁偶极-偶极相互作用{ \it加速}的耗散动力学的磁矩分布和相关的失相的磁矩方向。在合适的条件下，由于偶极-偶极相互作用引起的磁化方向的移相发生在比目前实验实现的偶极旋量凝聚体的寿命小两个数量级的时间尺度内，例如，由大磁偶极矩原子${}^{166} \textrm{Er}$产生。这使得实验访问的耗散参数$Γ$的Gross-Pitaevski \v平均场方程，目前缺乏一个完整的量子动力学处理的耗散过程的系统，特别是，实验检查常用的假设，$Γ$是一个单一的标量独立的自旋指数。
2020-05-12 cond-mat.quant-gas
Dynamics of a coupled spin vortex pair in dipolar spinor Bose-Einstein condensates
采用平均场论理论，数值研究了双势阱中偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中耦合自旋-涡旋对的碰撞和磁场猝灭动力学。当势垒突然释放时，两层凝聚体在阱中心发生碰撞，碰撞后涡旋对的手征发生交换，平行自旋涡旋相表现为同相碰撞，反平行涡旋相表现为异相碰撞.当横向磁场淬灭时，单层凝聚体中的涡旋中心开始作椭圆形轨迹的螺旋运动，中心位置的位移呈现出具有固有频率和阻尼率的阻尼简谐振荡。初始磁场和高斯势垒的高度可以调节自旋涡旋对的振荡模式，如平行涡旋对的旋向运动在两层中不同步，而反平行涡旋对的旋向运动呈现双螺旋结构，涡旋中心以相同的幅度反向运动。
2016-07-14 cond-mat.quant-gas
Spin Hall Effect in a Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensate
从理论上证明了在中性原子通过磁偶极-偶极相互作用（MDDI）相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中产生自旋霍尔效应.由于MDDI耦合了两个碰撞原子的总自旋角动量和相对轨道角动量，因此它是一种自旋-轨道耦合。因此，当我们在磁子能级$m=0$中制备BEC时，处于$m=1$和$-1$态的热激发和量子力学激发的原子感觉到相反方向的类洛伦兹焦点。这就是自旋霍尔效应产生的根源。我们定义的质量电流和自旋电流算子的连续性方程和计算的自旋霍尔电导率从非对角电流电流关联函数内的Bogoliubov近似。我们发现，由于MDDI的电流算符的校正显着贡献的自旋霍尔电导率。并对可能的实验情况进行了讨论。
2016-03-10 cond-mat.quant-gas
Coherent magnon optics in a ferromagnetic spinor Bose-Einstein condensate
我们测量了$^{87}$ Rb的铁磁$F=1$旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中磁振子的质量、能隙和磁矩。我们发现了一个异常重的磁振子质量的$1.038(2)_\mathrm{stat}(8)_\mathrm{sys}$倍的原子质量，通过干涉的立场和运行相干磁振子波内的密集和被困的凝聚气体。这种测量与理论估计有很大的偏差。$h\times 2.5(1)_\mathrm{stat}(2)_\mathrm{sys}\;\mathrm{Hz}$的磁振子能隙和$-1.04(2)_\mathrm{stat}(8)\,μ_\textrm{bare}$的有效磁矩乘以原子磁矩与平均场预测一致。非零能隙来自磁偶极-偶极相互作用。
2014-04-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spin squeezing in dipolar spinor condensates
在单模近似下研究了偶极相互作用对自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体压缩能级的影响。我们把我们的考虑限制在自旋算子张成的$\mathfrak{su}(2)$李子代数上。偶极相互作用的双轴性质允许在系统中动态生成自旋压缩态。我们在约化的平均场空间中分析相图，以确定不稳定不动点的位置。数值计算了自旋压缩参数，表明双轴反扭模型有可能达到最强压缩集。我们用高斯近似和冻结自旋近似部分地解释了系统尺度的变化。
2015-12-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Parametric pumping and kinetics of magnons in dipolar ferromagnets
受随时间变化的微波场的磁振子的时间演化通常在所谓的“S理论”中描述，其中分布函数的动力学方程在随时间变化的Hartree-Fock近似中获得。为了解释最近在外部微波场中观察到的“磁振子的玻色-爱因斯坦凝聚”[Demokritov等人，Nature 443，430（2006）]，我们扩展了“S-理论”以包括用于磁振子产生和湮灭算子的时间依赖期望值的Gross-Pitaevskii方程。我们明确地解决了一个简单的近似，其中只有一个单一的凝聚模式被保留的耦合方程。我们还重新审视了通常的推导一个有效的玻色子模型从一个现实的自旋模型的钇铁石榴石薄膜，并认为，在平行泵浦几何（其中静态和随时间变化的磁场平行于宏观磁化）的随时间变化的塞曼能量不能引起磁振子凝聚。
2010-04-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Goldstone-mode Instability leading to Fragmentation in a Spinor Bose-Einstein Condensate
我们将保数的Bogoliubov理论应用于旋量玻色-爱因斯坦凝聚体，证明了Goldstone磁振子导致不稳定性，导致碎裂。与动力学不稳定性不同，其中具有复本征频率的模式呈指数增长，这里的零能量模式表现出代数增长。我们还指出，一小部分的热激发原子增强的碎裂动力学。
2014-04-06 cond-mat.quant-gas
Theory of domain formation in inhomogeneous ferromagnetic dipolar condensates
最近对$^{87}$ Rb旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的实验研究表明，存在磁场驱动的量子相变，并伴随着在相变的铁磁侧形成结构。在这项理论研究中，我们研究的动态不稳定模式的过渡考虑到陷阱，非线性，有限温度和偶极-偶极相互作用的影响。从一个包含量子涨落的初始态出发，我们试图与最近的实验数据进行定量比较，并估计量子零点涨落对畴形成的贡献。最后，利用阱的强各向异性，我们提出了直接观察偶极-偶极相互作用对旋量凝聚动力学的影响的方法。
2009-04-07 cond-mat.quant-gas
Quantum simulator of link models using spinor dipolar ultracold atoms
本文提出了一种利用自旋偶极超冷原子气体在二维晶格中模拟量子链路模型的方案，通过两种方法推导模型参数并探讨了向三维扩展的细节。
2023-03-28 cond-mat.quant-gas hep-lat hep-th
Topological order-by-disorder in orbitally degenerate dipolar bosons in zig-zag lattice
旋量玻色子提供了拓扑有序无序的宏观量子行为的概念上的简单图像：轨道简并之字形晶格中的双组分偶极玻色子的顺磁态对于朝向发展非局域隐序的轨道的无限大量子涨落是不稳定的。在宽参数区，在拓扑态附近实现了具有自发四极晶格常数的局域关联精确基态。
2014-01-24 cond-mat.quant-gas
Neutral skyrmion configurations in the low-energy effective theory of spinor condensate ferromagnets
研究了超流速度和磁化自由度下旋量凝聚铁磁体的低能有效理论。这个有效的理论描述了自旋刚度和skyrmions之间的长程相互作用之间的竞争，skyrmions是从普通铁磁体理论中熟悉的拓扑对象。我们找到精确的解决方案，描述中性配置的skyrmions和反skyrmions的非线性运动方程。这些解析解为具有偶极相互作用的旋量凝聚体铁磁体的晶磁有序的起源提供了一个简单的物理图像。我们还指出了与量子霍尔铁磁体有效理论的联系。
2010-08-13 cond-mat.quant-gas
Microgravity-assisted off-axis spin vortex in a $^{87}$Rb dipolar spinor Bose-Einstein condensate
本研究通过求解Gross-Pitaevskii方程，探究微重力对光塞辅助下$^{87}$Rb凝聚体中自旋涡旋形成的影响，发现离轴结构，为微重力环境产生自旋涡旋态提供可靠方法。
2025-06-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Collisional Dynamics of Half-Quantum Vortices in a Spinor Bose-Einstein Condensate
本文对反铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中半量子涡旋的相互作用和动力学进行了实验研究。通过利用凝聚体中涡旋偶极子的轨道运动，我们进行了两个HQV对的碰撞实验，观察到HQV对的散射运动与非奇异磁化涡旋核产生的短程涡旋相互作用是一致的.我们还研究了包含多个HQVs的湍流凝聚体的弛豫动力学，并证明了自旋波激发是由HQVs的碰撞运动产生的。短程涡旋相互作用和HQV-磁振子耦合代表了旋量超流中HQV动力学的两个特征。
2016-05-02 cond-mat.quant-gas
Coherent zero-field magnetization resonance in a dipolar spin-1 Bose-Einstein condensate
在偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中，利用电流磁场屏蔽和高精度探测，可以在实验上探测低场或零场的非久期偶极动力学。在这里，我们分析研究零场非长期磁偶极相互作用效应，重点是在平均场论的单空间模近似下自旋1的玻色-爱因斯坦凝聚体的磁化动力学。由于偶极相互作用的双轴性质，一种新的共振发生在凝聚体磁化振荡，与先前假设的强磁场中的守恒磁化相反。此外，我们提出了一种动态解耦检测方法，这样的谐振，在实验中消除杂散磁场，但恢复磁化动力学。我们的研究结果揭示了偶极系统的新的光，并可能发现潜在的应用超越冷原子。
2015-07-24 cond-mat.quant-gas
Super Tonks-Girardeau state in an attractive one-dimensional dipolar gas
在低一维密度$n$下，研究了具有强1/x^3排斥势的垂直于纵轴取向的偶极子量子气体的基态。在接近接触时，多体波函数对两个粒子的间距x_{jl}的依赖性简化为两体波函数x_{jl}。偶极突然旋转，使它们平行于纵轴，紧接着，这个波函数仍然是排斥势的波函数，但由于现在的势是吸引势的，它将不是静止的。当nd^2-> 0时，该波函数的变化率趋于零。因此，对于小的nd^2值，这个态是亚稳态的，是玻色子的超唐克斯-吉拉多态的类似物，具有很强的零程吸引力。偶极系统等效于自旋为$z$分量的旋量费米气体，其中σ_{\uparrow}= \perp（垂直于纵轴）和σ_{\downarrow}=||（平行于纵向轴线）。从旋量到无旋费米气体的费米-费米映射，接着是标准的1960年费米-玻色映射，将费米系统还原为玻色气体。讨论了超冷偶极气体实现自旋突然转动的势实验，并用蒙特卡罗方法精确地计算了这些态的一些显著性质。
2012-12-23 cond-mat.quant-gas
Thermal spin fluctuations in spinor Bose-Einstein condensates
研究了动态稳定的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋涨落的热激活。我们分析了在m = 0的非偶极自旋1凝聚体的具体情况，其中热激活来自自旋变化碰撞，以及在最大拉伸状态m =-3的铬凝聚体的具体情况，其中热自旋波动是由于偶极诱导的自旋弛豫。在这两种情况下，我们表明，与旋量物理学的低能量可用于测温的目的，到极低的温度，通常不可能测量的玻色-爱因斯坦凝聚体与通常的测温技术。此外，系统的熵与所施加的塞曼能量的特殊依赖关系为绝热冷却开辟了一条可能的途径。
2013-01-15 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
Spatial Landau-Zener-Stückelberg interference in spinor Bose-Einstein condensates
研究了自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体在空间非均匀横向磁场和周期纵向场作用下的Stückelberg振荡.我们发现，由于横向场的空间不均匀性，时域Stückelberg振荡导致所有自旋分量的密度分布中的干涉条纹。这种现象代表了空间域中的Landau-Zener-Stückelberg干涉。由于自旋为1的原子间的磁偶极-偶极相互作用会产生非均匀的有效磁场，因此，如果周期性地驱动偶极旋量凝聚体，也会出现干涉条纹。我们还指出了这种空间Landau-Zener-Stükelberg干涉的一些潜在应用。
2011-06-29 cond-mat.quant-gas
Mathematical models and numerical methods for spinor Bose-Einstein condensates
本文系统地综述了基于耦合Gross-Pitaevskii方程的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）基态和动力学的数学模型、理论和数值方法。我们从一个自旋为1/2的赝BEC系统出发，讨论了在不同参数下基态的存在性、唯一性和不存在性，在不同极限参数下基态的结构，动力学性质，以及计算基态和动力学的有效和精确的数值方法.然后将这些结果推广到自旋1和自旋2的BEC。最后，讨论了偶极旋量系统和一般自旋F（F>=3）BEC的推广。
2018-04-24 cond-mat.quant-gas
Quantum magnetism of spinor bosons in optical lattices with synthetic non-Abelian gauge fields
本文研究了非阿贝尔规范场存在下正方晶格中整数填充跳跃相互作用旋量玻色子的量子磁性。在强耦合极限下，得到了一类新的量子自旋模型--旋转铁磁海森堡模型。我们引入威尔逊圈来刻画挫挫和规范等价类。对于一个特殊的等价类，我们确定了一个新的自旋轨道纠缠公度基态。它不仅支持公度磁振子，而且还支持一种新的带隙基元激发：具有两个由SOC强度连续调谐的带隙最小值的公度磁振子。在低温下，这些磁振子导致许多物理量如态密度、比热、磁化强度、均匀磁化率、交错磁化率和各种自旋关联函数的显著效应。在角分辨光或原子布拉格光谱中，相称的磁振子导致钉扎的中心峰。然而，不相称的磁振子将其分裂成两个，位于它们的两个能隙最小值。在高温下，横向自旋结构因子明显依赖于SOC强度。通过测量高温膨胀过程中相应阶次的比热，可以绘制出整个威尔逊圈。我们认为，一个规范可以实现在目前的实验和其他规范也可以实现在不久的将来的实验。沿着精确的可解线获得的结果为研究通过各种手段调谐时的戏剧性效果奠定了基础。我们勾勒出这些磁振子在其他等价类，自旋各向异性相互作用和有限的磁场的存在下发挥的关键作用。各种实验检测这些新现象进行了讨论。还简要介绍了旋转反铁磁海森堡模型。
2015-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Spin-dependent Bragg spectroscopy of a spinor Bose gas
我们发展了旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋相关布拉格光谱的一般理论。这种光谱学涉及使用密度和自旋耦合光学探针来激发系统。我们表明，在线性响应制度的动量或能量转移的探针是由一组密度和自旋密度动态结构因子。我们推导出一组$f$ -和规则，这些结构因子的第一能量矩提供严格的约束。作为一个应用，我们计算的情况下，在所有四个不同阶段的自旋-1凝聚体使用Bogoliubov理论的动态结构因子。我们的研究结果表明，自旋相关的布拉格光谱可以用来选择性地调查各种声子和磁振子激发分支，并将是一个有用的工具，为推进我们的旋量凝聚体的理解。
2016-03-03 cond-mat.quant-gas
Critical spin superflow in a spinor Bose-Einstein condensate
研究了易平面反铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋超流的临界动力学。通过施加线性磁场梯度，在被囚禁的凝聚体中诱导自旋偶极振荡，并且我们观察到阻尼率随着场梯度的增加而迅速增加。耗散的开始被发现与暗-亮孤子的产生，由于调制不稳定性的两个自旋分量的逆流。由于孤子的蛇形不稳定性，孤子在衰减过程中会出现自旋湍流。我们确定了另一个临界点的自旋超流，其中横向磁振子激发动态产生的自旋交换碰撞，这导致瞬态形成的轴向极性自旋域。
2017-07-10 cond-mat.quant-gas
Anisotropic semi-vortices in dipolar spinor condensates controlled by Zeeman splitting
在自旋-轨道耦合的二元玻色-爱因斯坦凝聚体中，由各向异性偶极-偶极相互作用支持的空间各向异性孤立涡（AVS）最近被预测为二维半涡（零涡和涡分量构成的复合体）形式。我们表明，AVS的形状-水平或垂直，相对于平面内极化的原子偶极矩在底层BEC -可以有效地控制强度$Ω$的塞曼分裂（ZS）。从水平到垂直形状的过渡与$Ω$的增加被发现的数值和解析解释。在过渡点处，AVS呈现椭圆环的形状。研究了水平AVS的迁移率，发现随着$Ω$的增加，AVS的负有效质量通过有效质量发散点变为正。最后，我们报告了一种新的\textit{inverted} AVSs，零涡和涡分量放置在较低和较高的能量分量，所定义的ZS。它们是相对于由通常AVS提供的基态的激发态。非常令人惊讶的是，倒置AVS在大参数区域中是稳定的。
2017-10-04 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Exploring spin-orbital models with dipolar fermions in zig-zag optical lattices
锯齿型光晶格中的超冷偶极旋量费米子可以模拟固态系统中相关的自旋轨道模型，作为具有部分填充d能级的过渡金属氧化物，具有恢复轨道涨落的量子性质的有趣优点。我们讨论了两个不同的物理系统，这些模型可以模拟，晶格几何和自旋轨道量子动力学之间的相互作用产生了丰富的新的量子相位。
2012-01-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Tunable dipolar resonances and Einstein-de Haas effect in a Rb-87 atoms condensate
研究了F = 1超精细态Rb-87原子在光偶极阱中的旋量凝聚。最初把所有的原子在mF = 1组件，我们观察到一个显着的转移原子到其他，最初空塞曼状态完全由于偶极力。由于总角动量守恒，去往其他塞曼分量的原子获得轨道角动量并围绕阱中心循环。这是冷气体系统中爱因斯坦-德哈斯效应的实现。我们证明了只有当初态和终态的能量相等时，原子通过偶极相互作用的转移才是可能的。这个条件可以利用共振外部磁场来满足，该磁场通过线性塞曼效应来调谐所涉及的状态的能量。我们发现，有许多不同的空间密度的最终状态，可以选择性地调谐到初始状态。我们展示了一个简单的模型，解释了Rb-87原子凝聚体中弱偶极相互作用的高选择性和可控性。
2011-02-08 cond-mat.quant-gas
High-Speed DC Magnetricity in Spinor Polariton Condensates
研究了极化激元玻色-爱因斯坦凝聚体中半孤子的自旋动力学。半孤子具有磁单极子的特性，在微腔的有效磁场作用下，半孤子可以被加速。研究了半孤子气体中直流磁流的产生。在低密度下，由于偶极振荡，电流被抑制。在中等密度下，由于载流子之间的碰撞，磁流被恢复。由于磁偶极子和磁单极子之间的竞争，我们发现了一个偏离欧姆定律的结果。
2013-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Spin textures in condensates with large dipole moments
我们用半经典方法数值求解了存在偶极粒子间力的玻色-爱因斯坦凝聚体的基态。我们的动机是模型，特别是，自发自旋纹理出现在量子气体与大的偶极矩，如52铬或镝凝聚体，或极分子组成的超冷气体。对于一个薄饼形的谐波（光学）势，我们提出了由非线性耦合和偶极相互作用的强度所跨越的基态相图。在拉长的谐振势中，我们观察到一种新的螺旋自旋织构。在没有外部极化场的情况下，根据半经典模型计算的织构主要类似于先前报道的铁磁F = 1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的结果，这表明由偶极力引起的自旋织构在很大程度上与量子数F的值或偶极相互作用的起源无关。
2010-07-13 cond-mat.quant-gas
Superfluidity and spin superfluidity in spinor Bose gases
我们表明，旋量玻色气体受到二次塞曼效应表现出共存的超流性和自旋超流性，并研究这两种不同类型的超流性之间的相互作用。为了说明这两种类型的超流性的基本原理是相同的，我们描述了一个单一的流体动力学框架中的磁化和粒子密度动力学。在本说明书中，自旋和质量超电流由它们各自的化学电势梯度驱动。作为一个应用，我们提出了一个实验上可达到的定态，其中两种类型的超流逆流，相互抵消，从而导致没有质量传输。此外，我们提出了一个简单的设置探测自旋超流性通过测量整个原子云的面内磁化角。我们通过评估四磁振子碰撞时间来验证这些发现的鲁棒性，并发现相干（超流体）动力学的时间尺度与较慢的非相干动力学的时间尺度分开一个数量级。比较原子和磁振子动力学表明，虽然前者可以是流体动力学的，但后者在大多数实验条件下通常是无碰撞的。这意味着，虽然我们的零温度流体动力学方程是一个有效的描述玻色气体中的自旋输运，流体动力学描述，在有限的温度下处理质量和自旋输运可能不容易可行。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Two-dimensional dipolar gap solitons in free space with spin-orbit coupling
本文研究了在自由近二维空间中，在自旋轨道耦合的偶极旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中产生的带隙孤子（GS），其大小为$a_{\perp }$，在第三个方向上，受到紧约束.对于准2D图案，与横向尺寸$l\gg a_{\perp }$，在相应的旋量Gross-Pitaevskii方程中的动能项可以被忽略，与SOC相比。这引起了在系统的光谱中的带隙，在旋量分量之间的塞曼分裂的存在下。在偶极-偶极相互作用（DDI）的作用下，虽然本系统在接触相互作用下不产生二维孤子，但在两个分量中均存在涡度为$0$和$1$的稳定间隙孤子（GS）.也就是说，各向同性和各向异性的2D GS时，得到的偶极子极化，分别垂直或平行于2D平面。GS族作为\textit{embedded solitons}（ES）扩展到谱带中，ES分支的一部分对于各向同性孤子是稳定的。如果包含与DDI符号相反的竞争接触相互作用，则GS保持稳定，而添加具有相同符号的接触项会使GS不稳定，首先用呼吸子取代它们，并最终导致孤子的破坏。研究了高斯孤子的迁移率和碰撞，分别揭示了各向同性孤子和各向异性孤子的负有效质量和正有效质量。
2017-06-02 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Manipulating dipolar and spin-exchange interactions in spin-1 Bose-Einstein condensates
独立操纵磁偶极和自旋交换相互作用仍然是一个挑战，它们在许多自旋系统中纠缠，特别是在自旋1的玻色-爱因斯坦凝聚体中。为此，我们提出了一个序列的射频脉冲和周期性的动态去耦序列的光学费什巴赫共振脉冲的偶极和自旋交换相互作用，分别控制。我们的分析结果和数值模拟表明，这两种相互作用中的任何一种都可以被抑制，使另一种主导自旋动力学;此外，这两种相互作用可以同时被抑制，以实现具有更高灵敏度的旋量凝聚的磁力计。这种操纵方法在磁共振和自旋电子学中有着广泛的应用。
2012-05-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Brillouin light scattering spectroscopy of parametrically excited dipole-exchange magnons
利用频率分辨和波矢分辨布里渊光散射谱研究了面内磁化钇铁石榴石外延膜中参激偶极交换磁振子的光谱分布。实验是在平行抽运几何结构中进行的，其中激励微波磁场平行于磁化场。结果发现，对于偶极和交换光谱区平行泵浦激发最低体积磁振子模式在垂直于磁化方向的膜平面中传播。为了解释实验观测，我们使用了微观海森堡模型，包括交换以及偶极-偶极相互作用来计算磁振子谱和构造本征态。正如我们的计算所证明的，所观察到的磁振子的特点是具有最高可能的旋进椭圆率，这表明参数产生的最低阈值。应用不同的泵浦功率，我们观察到的磁振子谱的修改，理论上描述的自旋刚度软化。
2012-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Synthetic Landau levels and spinor vortex matter on Haldane spherical surface with magnetic monopole
本文提出了一个在弯曲球几何上实现自旋冷原子系统中精确平坦朗道能级的灵活方案。这是通过磁四极场的Floquet工程实现的。我们表明，在真实空间中的一个合成的电磁场可以创建。我们证明了该系统可以精确地映射到球上的电子-自旋系统，从而实现了分数量子霍尔物理的Haldinger球几何。该方案适用于玻色子或费米子。通过将一个$s$ -波相互作用原子凝聚体系统映射到经典的Thompson问题，研究了该系统的基态涡旋斑图。我们进一步研究了偶极相互作用下涡旋斑图的畸变和稳定性。我们的方案与现有的实验装置是兼容的，并可能作为一个有前途的路线，研究量子霍尔物理和奇异旋量涡旋物质在弯曲空间。
2017-12-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
