Solitary waves in a quantum droplet-bearing system
本研究通过相平面分析和朗道动力学,揭示了同核对称玻色混合物中量子液滴系统的暗孤子存在性与稳定性,发现单孤子稳定而多孤子存在振荡不稳定窗口。
2023-05-25 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Solitons and solitary vortices in "pancake"-shaped Bose-Einstein condensates
研究了强约束条件下圆盘形玻色-爱因斯坦凝聚体中的基本孤子和涡旋孤子。从三维Gross-Pitaevskii方程出发,通过在轴坐标上积分得到了一个有效的二维非多项式Schroeodinger方程。由后者方程产生的结果是在非常好的协议,从全三维GPE,包括情况下,当正式的二维方程与立方非线性是不可靠的。用二维NPSE方法计算了具有零拓扑荷和有限拓扑荷的排斥和吸引BEC在各种平面囚禁构型(包括轴对称谐波禁闭和一维周期势)下的密度分布和动力学稳定性.特别是,我们发现了一个稳定的动力学制度,以前没有报道,即,自吸引BEC中拓扑荷为2或3的捕获涡旋的周期性分裂和重组。
2009-04-17 cond-mat.other cond-mat.quant-gas nlin.PS
Quenched dynamics of two-dimensional solitons and vortices in the Gross-Pitaevskii equation
我们考虑了导致在玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中产生准一维亮孤子的实验的二维(2D)对应物[Nature 417,150- 153(2002)]。我们首先确定的基态的2D Gross-Pitaevskii方程的排斥相互作用,与谐波振荡器(HO)陷阱,并与或不与光晶格(OL)。随后,我们切换相互作用的符号,以诱导原子间的吸引力,并监测随后的动态。在OL强度和BEC范数的参数平面上,确定了二维基孤子稳定自陷和灾变坍缩的区域。OL强度的增加扩大了孤子的持续域更大的范数。对于单电荷孤立子涡旋,除了存在生存和坍缩机制外,还存在一个中间机制,即涡旋抵抗坍缩,但失去结构,转变为基本孤立子。相同的设置也可以在光孤子和涡旋的情况下使用光子晶体光纤来实现。
2012-10-15 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Dark Solitary Waves in a Class of Collisionally Inhomogeneous Bose-Einstein Condensates
我们研究了散射长度随空间周期性变化的抛物囚禁碰撞非均匀玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中暗孤波的结构、稳定性和动力学。这种碰撞的不均匀性产生了一个非线性晶格,我们从一个小振幅,近似正弦结构的周期性序列的密集间隔尖峰。我们开始调查时间无关的不均匀性,我们随后研究的动力学响应时,一开始与碰撞均匀的BEC,然后开关上的不均匀性无论是tagnetically或nontagnetically。使用Bogoliubov-de Gennes线性化以及直接数值模拟的Gross-Pitaevskii方程,我们观察到暗孤立波,它可以通过振荡或指数不稳定性变得不稳定。我们发现一个临界波长的非线性晶格,这是可比的愈合长度。在这个值附近,负责暗孤波稳定性的基本本征模改变其运动方向,作为非线性强度的函数。当它增加时,它与其他本征模碰撞,导致振荡不稳定性;当它减少时,它与原点碰撞,并成为虚的,说明不稳定性机制在宽阱与窄阱晶格中是根本不同的。当从一个碰撞均匀的设置和开关的不均匀性,我们发现,暗孤立波一般保存对齐的晶格。我们简要地研究了在这种情况下孤立波振荡的发病时间尺度。
2013-03-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Splitting of two-component solitary waves from collisions with narrow potential barriers
本文在一个描述二元玻色-爱因斯坦凝聚体的Gross-Pitaevskii(非线性-薛定谔)方程组的框架下,考虑了两个分量的亮-亮孤子与窄势垒(分裂器)的相互作用,其中每个分量都有自吸引,而它们之间有交叉吸引.研究了复合孤子的分裂,为双分量孤子干涉仪的设计提供了理论依据。我们产生近似的分析结果,假设一个弱的障碍和应用微扰理论的极限,在该系统是可积的和孤立波可以被认为是精确的孤子。我们这样做的情况下,可以忽略物种间的相互作用,也当非线性是强烈的不对称,允许一个忽略的自我相互作用的物种之一。然后,我们使用系统的模拟来研究这两个组件在这些近似之外的区域中的传输,特别是将数值结果与其分析结果进行比较。我们的结论是,有一个可观的参数范围,其中一个组件几乎完全通过屏障传输,而另一个被反射。研究了传输孤子和反弹孤子中内振动的激发,发现在高质量分裂区域内振动的激发很弱。
2020-04-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Solitons in a hard-core bosonic system: Gross-Pitaevskii type and beyond
提出统一框架描述吸引硬核玻色子BEC在不同背景密度下的NP型与P型孤子,并映射刻画各类Heisenberg自旋链磁孤子。
2014-04-20 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Modulational instability and soliton generation in chiral Bose-Einstein condensates with zero-energy nonlinearity
通过解析和数值计算的方法,我们研究了由包含电流非线性的Gross-Pitaevskii方程控制的手征凝聚体中的调制不稳定性。分析表明,这种非线性部分抑制了由立方自聚焦驱动的MI,尽管当前的非线性不表示在系统的能量中(尽管它修改了动量),因此它可以被认为是零能量非线性。直接模拟表明,由MI的随机相互作用的手征孤子的列车的产生。在环形设置中,MI产生单个行进孤波。电流非线性的符号决定了出射孤子的传播方向。
2021-02-18 cond-mat.quant-gas
Exact solutions for periodic and solitary matter waves in nonlinear lattices
我们产生三个巨大的类的精确周期和孤子解的一维Gross-Pitaevskii方程(GPE)的赝势的形式的非线性晶格(NL),诱导的空间周期调制的本地非线性。众所周知,玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中的非线性激光可以通过Feshbach共振技术产生。该模型还可以包括具有相同周期性的线性势。NL调制函数、线性势(如果有的话)和相应的精确解用三种类型的雅可比椭圆函数cn、dn和sn表示,这三种类型的椭圆函数产生了三种不同的解。在没有线性势的情况下,势和相关的解由两个自由常数和一个附加的符号参数来参数化。在存在后者的情况下,解族具有两个额外的自由参数。这些家族包括符号恒定和符号变化的NL。解的密度极大值可能与周期赝势的极小值或极大值重合。在无限周期的极限下,解化为孤子。通过GPE的直接模拟测试解决方案的稳定性。结果,确定了周期解和孤子的稳定区域。CN型的周期图案,以及相应的极限形式的解决方案,在亮孤子的形式,可能是稳定的,在线性势的存在和不存在。另外两类解的稳定性,dn和sn型,只有在线性势的情况下才可能。
2010-12-11 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Impurity induced Modulational instability in Bose-Einstein condensates
通过线性稳定性分析(LSA)和耦合Gross-Pitaevskii(GP)方程的直接数值模拟,研究了玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中杂质诱导的调制不稳定性(MI)及其相关的非线性动力学.我们探讨了BEC内的杂质所起的双重作用-煽动MI和最初产生的孤立波的耗散。由于杂质的存在,排斥性BEC甚至是调制不稳定的,并且这种MI趋势随着杂质分数和超流-杂质耦合强度的增加而增加。然而,一个给定的BEC走向MI的趋势随着杂质原子质量的减小而减小,而超流-杂质相互作用的符号不起作用。上述结果是真实的,即使是有吸引力的BEC,除了弱超流杂质耦合,其中MI现象是轻微抑制杂质的存在。孤子的耗散降低了它们的寿命,并且分别在较大的杂质分数和强的超流杂质强度下表现突出。
2023-01-24 cond-mat.quant-gas
Topological interactions in vortex-wave collisions in Bose-Einstein condensates
该研究通过数值模拟Gross-Pitaevskii方程,揭示了二维玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋碰撞及涡旋-波碰撞的两类能量转移机制,为量子湍流能量转移及涡旋介导的拓扑相互作用提供新见解。
2025-10-02 cond-mat.quant-gas
Instability and Momentum Bifurcation of molecular BEC in Exotic Dispersion with Shaken Lattice
本研究将分子BEC置于Floquet工程化色散的一维受激光晶格中,观测到零动量初始条件下凝聚体在动量空间分岔为两部分且动量展宽极小,可用Gross-Pitaevskii方程建模,该现象可用于多体量子模拟的奇异基态反绝热制备。
2023-08-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Particle-Hole Asymmetry and Brightening of Solitons in A Strongly Repulsive BEC
本文研究了具有最近邻相互作用的硬核玻色子凝聚体中的孤波传播。对于这种强排斥系统,由自旋相干态平均得到的凝聚态序参量的演化方程不同于通常的Gross-Pitaevskii方程(GPE).当粒子-空穴不平衡时,系统中存在两种孤子:一种是暗孤子,当速度接近声速时,暗孤子消失;另一种是新的孤子,当速度接近声速时,暗孤子变亮并持续存在,在超声速下转变为周期性的波列.类似于GPE孤子,两个孤子的能量-动量色散的特征在于Lieb II模式。
2009-11-15 cond-mat.quant-gas nlin.SI quant-ph
Three-dimensional droplets of swirling superfluids
本文提出了一种新的方法来产生三维孤立波拓扑模,对应于两组分稀超流体的涡旋液滴。我们使用最近推出的系统的非线性耦合Gross-Pitaevskii方程,其中包括组件之间的接触吸引力,和四次排斥源于李黄杨修正的平均场能量。本文用数值方法和近似解析方法构造了分量中带有拓扑荷m1=m2=1或m1=m2=2的自陷涡环。该分析揭示了涡旋液滴的稳定区域(分别在宽的和相对窄的参数区域中,对于m1=m2=1和m1=m2=2)。结果提供了第一个例子,稳定的三维自陷态的双涡,在任何物理设置。稳定模态的形状为平顶模态,内孔与外边界之间的空间由涡量引起,且外边界由几乎恒定的密度填充。另一方面,所有具有隐藏涡度的模态,即,两个分量m1=-m2=1的拓扑荷是不稳定的。液滴的稳定性与m1=m2=1对分裂(这是可能的不稳定性的主要情况)的解释,通过分析估计分裂和未分裂状态的能量。利用玻色-爱因斯坦凝聚体混合物中的稀释量子液滴,可以实现预测的结果。
2018-06-22 cond-mat.other cond-mat.quant-gas math-ph