Quenched binary Bose-Einstein condensates: spin domain formation and coarsening
研究了准一维双组分玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC's)从具有${\rm U}(1)$序参量的单组分BEC's到具有序参量的${\rm U}(1)\shorttimes{\rm Z}_2$的双组分凝聚体的猝灭过程.在我们的情况下,这两个自旋分量具有相分离的倾向,即,它们是不混溶的。值得注意的是,这些自旋自由度可以等效地描述为一个单一的组件吸引BEC。这些自旋的空间均匀混合是动态不稳定的,迅速放大任何量子或预先存在的经典自旋波动。这种相干生长过程驱动了许多远离系统基态的自旋极化畴的形成。在更长的时间里,随着系统接近平衡,这些畴的尺寸会变大,变粗。实验观察到的时间演化与我们的随机预测Gross-Pitaevskii计算完全一致。
2013-04-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Domain percolation in a quenched ferromagnetic spinor condensate
我们表明,易轴(EA)的磁畴形成的淬火铁磁旋量凝聚体描述的逾渗理论。我们引入了一个广义的自旋旋转的比例不同的积极和消极的EA域,使我们能够探索域渗透。利用模拟,我们研究了有限尺寸标度的行为,以提取相关长度临界指数和过渡点。我们分析了我们的结果的灵敏度,系统的早期动力学,二次塞曼能量,和阈值条件用于定义的积极(反)域。
2018-01-22 cond-mat.quant-gas
Coarsening dynamics of binary Bose condensates
我们研究了二元玻色-爱因斯坦凝聚体中畴的形成和粗化的动力学,该凝聚体在一个不相容的相变中被淬灭。系统的后期演化是普遍的,并且受关联函数的标度律的支配。我们数值确定的标度形式和提取的临界指数,描述域大小和自相关的增长率。我们的数据是一致的无粘流体动力学域的增长,这是由一个普遍的动力学临界指数$1/z = 0.68(2)$。此外,我们还分析了畴壁结构的影响,畴壁结构在对关联函数的短程结构中引入了非解析项,导致了静态结构因子中的高动量“Porod”尾,这可以通过实验测量。
2014-08-30 cond-mat.quant-gas
Different growth rates for spin and superfluid order in a quenched spinor condensate
在本文中,我们研究了旋量凝聚体的淬火成易轴铁磁相的二次塞曼能量的突变的粗化动力学。我们表明,应用自旋旋转之前,改变塞曼能量加速发展的地方秩序,减少加热。我们研究了系统的纵向自旋有序和超流有序,并表明各自的序参量关联函数表现出动态标度的后期时间动力学。我们的结果还表明,这两种类型的订单增长率不同,即~具有不同的动态临界指数。自旋畴面积分布的计算和示出具有幂律标度行为预期从渗流理论。
2016-11-27 cond-mat.quant-gas
Nematic ordering dynamics of an anti-ferromagnetic spin-1 condensate
本文研究了准二维反铁磁自旋1凝聚体从易轴(EA)到易面(EP)的猝灭过程中有序的形成.我们定义了相关的序参量来量化自旋-超流自由度,并利用数值模拟研究了自旋-超流序和超流序在粗化动力学过程中的演化。我们观察到动态缩放在晚的时间动态与两种类型的顺序扩展到整个系统的扩散增长规律。我们确定半量子涡旋(HQVs)的有序动力学的相关拓扑缺陷,并证明这两种类型的顺序的增长是由这些涡旋的相互湮灭。
2017-04-04 cond-mat.quant-gas
Universal coarsening of a two-dimensional Bose gas under conservative evolution
University of Queensland(昆士兰大学);Newcastle University(纽卡斯尔大学)
研究二维玻色气体在保守演化下的普遍粗化行为,揭示温度依赖的动力学临界指数和相关长度标度规律。
2026-01-06 cond-mat.quant-gas
Prethermalization in quenched spinor condensates
受最近实验的启发,我们考虑自旋一旋量凝聚体的动力学量子淬火后,从极性铁磁态从不同的二次塞曼场q。我们应用截断维格纳近似(TWA)的旋量系统,包括所有的空间和自旋自由度。在短时间内,我们发现完全符合线性Bogoliubov分析。对于更长的时间,Bogoliubov理论失败的地方,我们发现,该系统达到一个准稳定的预热化状态。我们计算的Bogoliubov谱的铁磁态与一般的q,并表明,由此产生的有限温度关联函数严重不同意与完整的TWA结果,从而表明,该系统不会热化,即使在很长的时间尺度。最后,我们表明,在现实的时间尺度热化的情况下是一致的计算朗道阻尼率的激发在有限温度冷凝。
2011-08-19 cond-mat.quant-gas
Defect Saturation in a Rapidly Quenched Bose Gas
本文研究了原子玻色气体快速冷却到超流相时的缺陷密度饱和。量子涡旋的数量,这是自发产生的淬火气体中,表现出泊松分布,不仅在Kibble-Zurek(KZ)标度制度的缓慢淬火,但也为快速淬火,在这种情况下,平均涡旋数是饱和的。这表明饱和不是由破坏性的涡旋碰撞引起的,而是由出现的冷凝物中的早期粗化引起的,这进一步得到了冷凝物生长滞后于饱和状态下的淬灭的观察结果的支持。我们的研究结果表明,缺陷饱和是一个超越KZ机制的影响,打开了一条道路,研究临界相变动力学使用的缺陷数分布。
2021-08-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
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
Spin-orbit coupling induced fractionalized Skyrmion excitations in rotating and rapidly quenched spin-1 Bose-Einstein condensates
研究了自旋为1的快速猝灭玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋-轨道耦合诱导的分数Skyrmion激发.结果表明,分数化Skyrmion激发依赖于自旋-轨道耦合和转动的结合,它来源于自旋的偶极结构,该结构总是嵌入在由每个凝聚组分分别构成的三个涡旋中.当自旋-轨道耦合大于某一临界值时,分数化的Skyrmions以一个或多个圆围绕中心形成径向晶格,这种情况甚至出现在强铁磁/反铁磁凝聚体中.我们可以同时利用自旋轨道耦合和旋转来调节径向晶格。分数化Skyrmions的实现和检测与当前的实验技术兼容。
2012-08-25 cond-mat.quant-gas
Bi-directional universal dynamics in a spinor Bose gas close to a non-thermal fixed point
我们数值研究了孤立的一维铁磁自旋1玻色气体的普适标度动力学。在远离平衡的初始状态下制备系统,同时粗化和精炼被发现能够实现和表征接近非热固定点。根据$L_Λ(t)\sim t^{\, β}$在时间上缩放的宏观长度尺度,其中$β\simeq 1/4$量化自旋织构尺寸的粗化。同时,这些纹理中的扭结状缺陷经历了一个细化过程,该过程通过收缩微观长度尺度$L_λ\sim t^{\, β'}$测量,其中$β'\simeq-0.17$。这些标度演化的组合使得孤立系中的粒子和能量守恒成为可能,并构成动量空间中的双向输运。粗化指数$β$的值表明动力学属于一维XY模型的扩散粗化的普适类。然而,普遍的动量分布函数表现出非线性传输标记之间的区别扩散粗化和非热固定点的方法在这里考虑的孤立系。这强调了通用标度函数在分类非热固定点方面的重要性。目前的量子气体实验有望获得预测的双向标度。
2018-12-20 cond-mat.quant-gas hep-ph nlin.PS
Strongly anomalous non-thermal fixed point in a quenched two-dimensional Bose gas
利用Gross-Pitaevskii模型的半经典随机模拟研究了孤立二维玻色气体弛豫动力学的普适标度行为。通过将涡旋缺陷压印到否则相相干的冷凝物中,系统被淬灭远离平衡。一个强烈异常的非热固定点被确定,与一个缓慢的衰减的缺陷的情况下,耗散耦合到热背景噪声被抑制。在该固定点处,识别出大的反常指数$η\simeq -3$和与此相关的大的动力学指数$z \simeq 5$。相应的幂律衰减被认为是一致的三涡碰撞引起的损失。本文讨论了这些方面的非热不动点的相序动力学和粗化动力学的背景下,从而有关的唯象和分析方法来分类远离平衡标度动力学与对方。特别是,反常标度指数$η$,在量子场论方法中引入的,和守恒律诱导的经典相序动力学标度之间的密切联系被揭示。此外,超流湍流以及驱动的固定系统的关系进行了讨论。
2018-03-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-ph
Universality of Bose-Einstein Condensation and Quenched Formation Dynamics
本章综述多体量子系统宏观相干性相关核心概念,重点研究保守与开放量子系统动力学普适特征及实验可观测性,最后探讨其在暗物质大尺度分布模拟中的潜在价值。
2023-04-19 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Universal dynamics of rogue waves in a quenched spinor Bose condensate
本文研究淬火自旋玻色凝聚体中怪波的普适动力学,发现随机势关联长度的时间演化导致新的时间标度指数,并提出非热固定点普适类可由相互关联的时空指数共同表征。
2023-11-30 cond-mat.quant-gas hep-ph
Universality class of a spinor Bose-Einstein condensate far from equilibrium
本文通过淬火二维铁磁自旋子玻色气体实验,利用自旋关联函数的时空标度指数对远离平衡的普适粗化动力学进行分类,揭示了普适类由序参量对称性和拓扑缺陷动力学决定。
2025-01-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Phase Transition in an Antiferromagnetic Spinor Bose-Einstein Condensate
我们在实验上观察了反铁磁钠玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的量子相变猝灭动力学。利用耦合F = 1和F = 2原子超精细能级的非共振微波场,我们迅速地将二次能移q从正值切换到负值。在q = 0时,系统经历了从极性相到反铁磁相的转变。我们测量了F = 1,mF = 0态在该跃迁点附近的布居动力学演化,观察到q < 0时所有3个超精细分量的混合态。我们还观察到q<0的不稳定性的粗化动力学,因为它成核的小域增长到云的轴向尺寸。
2011-09-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
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
Comment on "Instability of the ferromagnetic quantum critical point and symmetry of the ferromagnetic ground state in two-dimensional and three-dimensional electron gases with arbitrary spin-orbit splitting"
University of Oregon(俄勒冈大学);University of Maryland(马里兰大学)
该研究探讨了在无淬火杂质的情况下,金属铁磁体经历的一阶量子相变问题,指出在三维磁体中考虑相互作用屏蔽后,之前关于自旋轨道相互作用抑制一阶相变的结论不成立。
2026-05-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Dynamical instability of a spin spiral in an interacting Fermi gas as a probe of the Stoner transition
我们提出了一个实验来探测超冷费米气体中的铁磁现象,同时减轻三体损失和竞争多体不稳定性的敏感性。该系统初始化为小螺距的自旋螺旋,在存在排斥相互作用的情况下变得不稳定。线性顺序的指数增长的集体模式表现出临界放缓接近Stoner过渡点。此外,对于这个顺序,在过渡的顺磁和铁磁侧的动力学是相同的。然而,我们表明,散射的指数增长模式定性地改变集体模式结构。临界减速被消除,取而代之的是一个新的不稳定分支在大波矢发展。此外,长波长的不稳定性淬灭的顺磁侧的过渡。我们研究的不稳定性的实验观察,特别是解决捕获的几何形状和如何相衬成像将揭示新兴的域结构。这些动力学现象的探测器可以让实验检测到转变点,并区分顺磁和铁磁区域。
2010-07-13 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el