Macroscopic quantum coherence in spinor condensates confined in an anisotropic potential
研究了各向异性势场中自旋为1的Rb凝聚体的宏观量子相干性。在单模近似下，由于磁偶极-偶极相互作用和各向异性势之间的相互作用，我们证明了该系统可以被建模为双轴量子磁体。通过沿难磁化轴施加一个磁场，我们证明了隧穿分裂随磁场强度的变化而振荡。我们还提出了一个实验方案来检测的振荡行为的隧道分裂采用朗道-齐纳隧道。
2012-06-08 cond-mat.quant-gas
Random spin textures in turbulent spinor Bose-Einstein condensates
该研究数值模拟连续自旋驱动下自旋-1 BEC 的稳态湍流，通过纠缠熵、关联函数、能谱及位置投影系综揭示其各向同性随机自旋织构与 Haar 统计特征。
2023-08-03 cond-mat.quant-gas
Quantum quench and non-equilibrium dynamics in lattice-confined spinor condensates
本文对立方晶格中旋量凝聚体通过超流到莫特绝缘体（MI）相变猝灭后的非平衡动力学进行了实验研究。复杂的动力学组成的自旋混合振荡在多个频率观察到的时间演化的旋量凝聚体定位在深晶格量子淬火后。类似的自旋动力学也出现在MI相中的旋量气体通过猝灭磁场突然离开它们的基态之后。我们确认这些观察到的自旋混合动力学的光谱可以用来揭示一个非均匀系统的原子数分布，并研究从两体到多体动力学的转变。我们的数据还表明，非平衡动力学弱依赖于淬火速度，但强烈的晶格势。这使得能够精确测量自旋相关的相互作用，这是决定旋量物理的关键参数。
2019-05-21 cond-mat.quant-gas
Observation of Topologically Stable 2D Skyrmions in an Antiferromagnetic Spinor Bose-Einstein Condensate
本文研究了反铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中二维Skyrmion激发的产生和时间演化。使用自旋旋转方法，Skyrmion自旋纹理被印在极性相的钠冷凝物上，其中二维Skyrmion被拓扑保护。Skyrmion被观察到在几十毫秒的短时间尺度上是稳定的，但具有动力学不稳定性，使其形状变形并最终衰减为均匀的自旋纹理。变形的自旋纹理揭示了衰变动力学涉及打破凝聚体内部的极性相，而没有拓扑电荷密度流通过有限大小的样品的边界。我们讨论了在形变过程中可能形成的半量子涡旋。
2011-12-02 cond-mat.quant-gas
We present an experimental study demonstrating the manipulation of atom-number distributions of spinor gases after nonequilibrium quantum quenches across superfluid to Mott-insulator phase transitions in cubic optical lattices. Our data indicate that atom distributions in individual Mott lobes can be tuned by properly designing quantum quench sequences, which suggests methods of maximizing the fraction of atoms in Mott lobes of even occupation numbers and has applications in attaining different quantum magnetic phases including massively entangled states. Spatial distributions of gases in thre…
2021-10-18 cond-mat.quant-gas
Metastable spin textures and Nambu-Goldstone modes of a ferromagnetic spin-1 Bose-Einstein condensate confined in a ring trap
通过求解自旋为1的Gross-Pitaevskii方程，研究了自旋为1的铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体在准一维旋转环阱中的亚稳性.我们发现解析解，表现出自旋纹理。通过线性稳定性分析，证明了该解可以成为亚稳态。我们还发现，在一定的旋转速度下，Nambu-Goldstone模的数目发生变化，而不改变序参量的连续对称性。
2014-12-23 cond-mat.quant-gas
Topological interface physics of defects and textures in spinor Bose-Einstein condensates
我们提供了一个详细的描述，我们以前提出的方案拓扑接口工程与构造缺陷和纹理贯穿不同的破缺对称性之间的连贯界面[M. O. Borgh和J. Ruostekoski，Phys. Rev. 109，015302（2012）]。我们考虑自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体，其中极性相和铁磁相在空间上分离的区域中制备。我们发现，一个稳定的连贯接口之间建立的两个阶段，允许不同的拓扑结构的缺陷连接不断跨越边界。我们提供了分析结构的接口交叉缺陷的解决方案，可以实验相位印迹使用现有的技术。通过数值最小化能量，我们计算的核心结构的界面交叉的缺陷配置。我们证明了非平凡的核心变形相当复杂的结构，如形成一个拱形的半量子线缺陷，爱丽丝拱，在界面上，与拓扑电荷的点缺陷，其出现可以理解的“毛球”定理。另一个能量稳定物体的例子是一个无核涡旋与一对半量子涡旋的连接。我们表明，旋转导致自发成核的缺陷中，一个无核涡旋不断转变为半量子涡旋的界面。
2013-04-22 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Imprinting a topological interface using Zeeman shifts in an atomic spinor Bose-Einstein condensate
我们建议使用空间控制的塞曼能量转移的超冷原子气体工程师之间的接口拓扑不同的区域。这为研究拓扑缺陷和纹理的界面物理提供了一种实验方法。以自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体为例，我们发现了旋量波函数，它代表了空间变化的塞曼位移引起的极性和铁磁区域之间的界面上连续连接的缺陷和纹理。通过数值能量最小化，我们表征的缺陷核心结构，并确定能量稳定性。所提出的技术可能在实验室中用于模拟复杂的界面物理现象，例如，在宇宙学和凝聚态的背景下，在均匀和晶格系统。
2014-05-23 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Observation of Dipole-Induced Spin Texture in an $^{87}$Rb Bose-Einstein Condensate
本文报道了自旋为2的$^{87}$ Rb玻色-爱因斯坦凝聚体中磁偶极-偶极相互作用导致的自旋织构的形成。在横向极化自旋态制备旋量凝聚体，并使用Stern-Gerlach成像在磁场为90 mG、梯度为3 mG/cm的条件下观察时间演化。将实验结果与Gross-Pitaevskii方程的数值模拟结果进行了比较，揭示了所观察到的纵向磁化强度的空间调制是由于偶极-偶极相互作用产生的有效磁场中的自旋进动引起的.这些结果表明偶极-偶极相互作用对碱金属原子的旋量凝聚也有相当大的影响。
2014-05-13 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
Persistent topological defects and textures are particularly dramatic consequences of superfluidity. Among the most fascinating examples are the singular vortices arising from the rotational symmetry group SO(3), with surprising topological properties illustrated by Dirac's famous belt trick. Despite considerable interest, controlled preparation and detailed study of vortex lines with complex internal structure in fully three-dimensional spinor systems remains an outstanding experimental challenge. Here, we propose and implement a reproducible and controllable method for creating and detecting…
2020-06-29 cond-mat.quant-gas
Spin-driven stationary turbulence in spinor Bose-Einstein condensates
本研究在射频磁场驱动的反铁磁自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体中观察到稳态自旋湍流，发现该非平衡稳态在特定条件下展现自旋各向同性特征，并证实环境场涨落对维持湍流态起关键作用。
2023-07-14 cond-mat.quant-gas
Collective modes of trapped spinor Bose condensates
本文研究了在光晶格中加载简谐势阱中F = 1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的准一维Bogoliubov-de Genes集体激发的丰富结构。采用微扰的方法，我们报告的一般解析表达式的限制集体极性和铁磁戈德斯通模式。在这两种情况下，激发的本征频率作为一维有效耦合常数、陷阱频率和光晶格参数的函数给出。结果表明，光晶格激光强度的主要贡献是使受限声子频率移动。此外，对于高强度，激发光谱变得独立的自相互作用参数。我们揭示了Goldstone模的演化以及从铁磁到极性相的凝聚密度的一些特征。
2016-08-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Lattice-induced rapid formation of spin singlets in spin-1 spinor condensates
我们的实验表明，结合一个立方光晶格与旋量玻色-爱因斯坦凝聚体基本上放松了三个严格的约束，并带来自旋单态的超冷自旋1原子进入实验可达的区域。在微波修整场中，晶格限制的自旋为1的旋量凝聚体中约有80%的原子在经历一级超流到Mott绝缘体的相变后立即形成自旋单线态。我们还引入了一个唯象模型来很好地描述我们的观测，而不需要可调参数。
2018-01-02 cond-mat.quant-gas
Fluctuations of spinor Bose-Einstein condensates
我们发展了旋量玻色-爱因斯坦凝聚体有限单元内原子数和自旋涨落的理论。这个理论提供了一个模型的测量，可以在目前的实验中使用有限分辨率原位成像。我们开发的波动的量子和热力学极限的分析结果，并将我们的理论应用到自旋1凝聚的四个平衡相。然后，我们验证这些限制，并检查在一个广泛的参数制度的行为，使用专门的旋量凝聚体的情况下，被限制为准二维（准2D）的数值计算。
2014-09-16 cond-mat.quant-gas
Antiferromagnetic spinor condensates in a two-dimensional optical lattice
实验证明，二维光晶格可以方便地调节旋量凝聚体的自旋动力学和相图。自旋布居振荡和晶格调谐相空间中的分界线观察到在每一个晶格中存在大量的超流馏分。在一个足够深的晶格中，我们观察到一个从纵向极性相到破缺轴对称相的相变。稳态被发现依赖于sigmoidally的晶格深度和指数的磁场。我们还介绍了一个唯象模型，半定量地描述我们的数据，没有可调参数。
2014-12-30 cond-mat.quant-gas
Quantum turbulence by vortex stirring in a spinor Bose-Einstein condensate
本文介绍了一种在旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中产生湍流的新机制，即在外加磁场的作用下产生单线涡。我们发现，密度和速度波动的白噪声功率谱在大的频率和Kolmogorov 5/3定律服从湍流区。当搅拌关闭时，流动衰减到搅拌的非平衡态，其在小的长度尺度上显示出能量瓶颈交叉。我们通过数值求解两态旋量耦合的3D Gross-Pitaevskii方程来证明我们的研究结果。我们认为，这种机制可以在实验上实现旋量超冷气体限制的光阱。
2013-09-24 cond-mat.quant-gas
Spin-driven spatial symmetry breaking of spinor condensates in a double-well
本文用平均场双模方法和简化的两格点玻色-哈伯德哈密顿量讨论了囚禁在双势阱中的F=1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的性质.我们专注于相空间中的自旋效应导致系统的对称性破缺，有利于在一个阱中的冷凝物的空间本地化的区域。为了模拟这种转变，我们推导出，使用微扰理论，一个有效的哈密顿量，描述N/2自旋单线限制在一个双阱势。
2012-09-05 cond-mat.quant-gas
Magnetization induced skyrmion dynamics of a spin-orbit-coupled spinor condensate under sinusoidally varying magnetic field
研究正弦磁场下自旋轨道耦合自旋-1凝聚体中斯格明子链的动力学，揭示磁化固定时角振荡源于正则与自旋依赖角动量交换，并伴随剪刀模式激发。
2025-04-18 cond-mat.quant-gas
First-order superfluid to Mott-insulator phase transitions in spinor condensates
我们在晶格限制的反铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中观察到一阶超流到莫特绝缘体的量子相变的证据。观察到的签名包括滞后效应和显着的加热跨越相变。发现相变的性质强烈依赖于二次塞曼能量与自旋相关相互作用的比值。我们的观察定性地理解的平均场论，并建议调整二次塞曼能量是一种新的方法来实现超流到莫特绝缘体相变。
2015-12-14 cond-mat.quant-gas
Half-skyrmion and meron pair in spinor condensates
我们提出了一个简单的实验方案，在二维简谐势阱中的相互作用超冷玻色子原子的基态中产生自旋织构。我们的方案是基于两束同向传播的拉盖尔-高斯激光照射原子，并耦合原子内部的两个基态塞曼子能级。利用Gross-Pitaevskii描述，我们证明了原子系统的基态具有不同的拓扑性质，取决于相互作用强度和激光束强度。一个半skyrmion状态发展在低相互作用，而一个重子对发展在大的相互作用。
2014-10-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
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
Chaos-assisted Turbulence in Spinor Bose-Einstein Condensates
本研究提出基于内部自旋动力学混沌特性的自旋玻色-爱因斯坦凝聚体湍流维持机制，实验验证了驱动频率变化时湍流的起始与局域自旋混沌转变一致，为探索量子混沌及超流湍流提供了新平台。
2024-03-01 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Condensing magnons in a degenerate ferromagnetic spinor Bose gas
我们观察到在$F=1$ $^{87}$ Rb旋量玻色-爱因斯坦凝聚气体中的磁振子激发凝聚。磁振子被泵入纵向自旋极化气体，允许平衡到非简并分布，然后在近恒定的净纵向磁化下蒸发冷却，于是它们冷凝。我们发现磁振子凝聚定量描述为在一个有效的潜在的，是均匀的铁磁凝聚体体积内的自由粒子的凝聚，证明了在凝聚过渡的磁振子的数量和分布。横向磁化图像直接揭示了自发的，不均匀的对称性破缺的磁振子准凝聚体，包括签名的Mermin-Ho自旋纹理出现在磁振子凝聚体波函数的相位奇点。
2015-11-16 cond-mat.quant-gas
Skyrmion-string defects with arbitrary topological charges in spinor Bose-Einstein condensates
在具有圆柱对称性的外磁场作用下，在旋量$F = 1$玻色-爱因斯坦凝聚体中出现了具有任意拓扑荷的Skyrmion弦缺陷.我们表明，根据磁场的边界条件，拓扑自旋纹理，在垂直于圆柱轴的平面，可以采取零，半整数，或任意值之间的$-1/2$和$1/2$。我们认为，这些是真正的拓扑缺陷，因为它们的电荷是独立的空间位置的奇异性，因为总Skyrmion收费是本缺陷的个别收费的总和。我们的研究结果是通过数值求解相应的完全耦合的Gross-Pitaevskii方程，没有任何对称性假设。我们分析了极性$^{23}$ Na和铁磁性$^{87}$ Rb凝聚物。
2017-03-10 cond-mat.quant-gas
Three-dimensional (3D) strongly correlated many-body systems, especially their dynamics across quantum phase transitions, are prohibitively difficult to be numerically simulated. We experimentally demonstrate that such complex many-body dynamics can be efficiently studied in a 3D spinor Bose-Hubbard model quantum simulator, consisting of antiferromagnetic spinor Bose-Einstein condensates confined in cubic optical lattices. We find novel dynamics and scaling effects beyond the scope of existing theories at superfluid-insulator quantum phase transitions and highlight spin populations as a new ob…
2020-11-13 cond-mat.quant-gas
Symmetry classification of spin-orbit coupled spinor Bose-Einstein condensates
我们发展了一个对称性分类方案来寻找赝自旋1/2、自旋1和自旋2自旋轨道耦合旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态，并表明当自旋和空间同时旋转的SO（2）对称性被打破成离散的循环群时，在没有晶格势的情况下出现了各种类型的晶格结构，实例包括用于赝自旋1/2凝聚的两种不同的Kagaome晶格和其中单轴和双轴自旋织构交替排列用于自旋2凝聚的双涡旋晶格。对于自旋为1/2的赝体系，虽然平均场态总是破坏时间反演对称性，但存在一个时间反演不变的多体基态，它是碎裂的，有望在微凝聚体中观测到.
2012-09-12 cond-mat.quant-gas
Spontaneous quantum Hall effect in an atomic spinor Bose-Fermi mixture
我们研究了自旋- $1$玻色子和自旋- $1/2$费米子冷原子的混合物，例如，$^{87}$ Rb和$^{6}$ Li，限制在三角形光晶格中。当费米子处于$3/4$填充状态时，费米面嵌套导致玻色子在基态自发形成各种自旋织构，如共线、共面甚至非共面自旋序。相图绘制出不同的玻色子隧穿和玻色-费米相互作用。最重要的是，在一个非共面状态的混合物被发现表现出自发的量子霍尔效应的费米子和玻色子的晶体超流性，都由相互作用驱动。
2015-03-06 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
Spinor Bose gases: Explorations of symmetries, magnetism and quantum dynamics
旋量玻色气体形成了一个量子流体家族，表现出磁序和超流性。本文综述了在理解这些流体的静态和动态性质方面的实验和理论进展。研究了系统性质与原子态的旋转对称性及其相互作用之间的关系。在回顾了用于表征旋量气体的实验技术之后，讨论了它们的平均场和多体基态，包括孤立态和在破缺外场作用下的情况。这些状态是理解低能动力学、自旋结构和拓扑缺陷、磁偶极相互作用效应以及各种非平衡集体自旋混合现象的起点。本文的目的是形成连接，并建立在旋量玻色气体的大量工作之间的连贯性，从而指出开放的问题和未来的研究机会。
2012-12-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Nonlinear multi-state tunneling dynamics in a spinor Bose-Einstein condensate
本研究在超冷钠旋量气体多态系统中实验实现动态自囚禁与非指数隧穿，揭示隧穿动力学依赖相互作用诱导非线性且受自旋自由度影响，建立严格多态隧穿模型，为多态斜坡和态转移协议提供新方向。
2023-06-09 cond-mat.quant-gas
Spinor Bose gas in an elongated trap
我们研究了一个细长陷阱中的旋量玻色气体。由于碱金属中自旋无关的能量远高于自旋相关的能量，因此通过改变径向约束，系统表现出不同的性质。我们表明，如果自旋相关的耦合是积极的，自旋液体凝聚，打破了电荷U（1）对称性，但保持自旋旋转对称性，可以实现在一个中间的限制制度。如果温度低于表征自旋无序性质的自旋能隙，则自旋液体冷凝物的性质是可见的。另一方面，如果温度高于能隙但低于自旋相关耦合，则出现了自旋扇区由半经典波描述的状态。利用关联函数和拓扑孤子对每个区域的特征进行了讨论。
2015-03-05 cond-mat.quant-gas
Azimuthons and pattern formation in annularly confined exciton-polariton Bose-Einstein condensates
本文对环形光诱导陷阱中由凝聚激子-极化激元形成的双组分（旋量）驱动耗散量子流体的稳态进行了数值分析。我们证明了非相干环形光泵产生的激子-极化激元限制支持存在固定和旋转方位角调制密度的方位角定态。这种状态可以通过具有定义的轨道角动量的相干光脉冲来印记，以及在存在热噪声的情况下自发产生。
2015-11-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS
A route to non-Abelian quantum turbulence in spinor Bose-Einstein condensates
本文计算研究了自旋为2的玻色-爱因斯坦凝聚体在三阱阱中的碰撞动力学。取决于初始状态旋量波函数的成分内和成分间的相对相位，三个凝聚段的碰撞产生许多可能的涡旋-反涡旋晶格之一，之后系统过渡到量子湍流。我们发现，新兴的涡格结构可以描述的多波干涉。我们表明，三段碰撞可以用来系统地产生交错的涡旋-反涡旋蜂窝晶格的分数电荷涡旋，其碰撞动力学是已知的非阿贝尔。这样的凝聚对撞机实验可能被用作一个可控的途径，以产生非阿贝尔超流湍流与网络的涡流梯级。
2014-12-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spinor Condensates on a Cylindrical Surface in Synthetic Gauge Fields
我们指出，通过修改最近的实验，产生一个狄拉克字符串的设置，可以创建一个准二维旋量玻色凝聚体的圆柱表面上的合成磁场指向径向向外的圆柱表面。合成磁场采用朗道规范的形式。它是由自旋织构的Berry相产生的，被外部四极磁场冻结。与平面情况不同，有两种类型的涡（称为A和B）具有相同的涡度。$5\le S\le 9$的基态由一排交替的AB涡旋组成，这些涡旋位于圆柱的赤道圆上。对于较高的$S$值，A和B涡分裂成两行，并沿圆柱轴$z$相互位移。BEC的许多性质在柱面上发生了改变，这一事实意味着在曲面上基态将出现许多丰富的现象。
2015-03-01 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
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
Excited spin states and phase separation in spinor Bose-Einstein condensates
我们分析了在均匀磁场中自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体的结构。我们对齐次定态进行了分类，并研究了它们的存在性、分岔和能谱。结果表明，极性凝聚体的基态可以发生相分离，而铁磁凝聚体的自旋成分总是互溶的，不发生相分离。我们的理论模型，证实了数值模拟，解释了这种现象发生时，最低的均匀状态的能量是一个凹函数的磁化。特别是，我们预测，相分离可以观察到在一个$^{23}$钠冷凝物限制在一个高度拉长的谐波陷阱。最后，我们讨论了动力学不稳定性和自旋畴的形成现象。
2009-04-01 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Raman fingerprints on the Bloch sphere of a spinor Bose-Einstein condensate
我们探讨的几何解释的非绝热，双光子拉曼过程作为一个旋转的布洛赫球的赝自旋1/2系统。自旋为1/2的量子系统的自旋状态可以用布洛赫球表面上的一个点来描述，它在拉曼脉冲期间的演化是由光束的性质决定的球上的轨迹：脉冲面积，相对强度和相位，以及相对频率。我们实验证明了这个模型的关键功能与$^{87}$ Rb旋量玻色-爱因斯坦凝聚体，这使我们能够检查空间依赖的拉曼光束的签名。双光子失谐使我们能够精确地控制自旋密度和压印的相对相位分布，如我们所示的无核涡旋。有了这种全面的理解和直观的几何解释，我们使用拉曼过程来创建和定制，以及研究和表征奇异的拓扑自旋纹理旋量BEC。
2016-01-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Controllable half-vortex lattices in an incoherently pumped polariton condensate
我们展示了如何可以使用自旋极化激元凝聚体的同步和非同步状态之间的过渡来驱动固定涡旋晶格和半涡旋晶格之间的过渡。这提供了一种通过泵浦光斑轮廓和施加的磁场的组合来控制极化激元自旋织构的方法。要做到这一点，我们扩展了非平衡旋量凝聚体的模型，包括放松，并研究这如何影响的desperization过渡。我们讨论了斑图形成是如何用均匀系统的行为来解释的。
2011-06-18 cond-mat.quant-gas
Sinusoidal magnetic field induced topological excitations in a spin-orbit coupled spinor condensate
研究自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体在正弦磁场与Rashba自旋轨道耦合作用下的拓扑激发，发现SOC打破对称性产生skyrmion织构，揭示了通过两者互作调控拓扑激发的潜力。
2024-09-12 cond-mat.quant-gas
Parallel multicomponent interferometer with a spinor Bose-Einstein condensate
高可见度的原子干涉测量对精密测量有很高的要求。这里，通过制备限制在混合磁光阱中的$^{87}$ Rb原子的自旋- $2$玻色-爱因斯坦凝聚体来实现平行多分量干涉仪。在制备自旋自由度纠缠的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体后，我们在每次测量中观察到四个空间干涉图案，对应于我们在实验中主要填充的四个超精细态。利用磁场脉冲诱导的马约拉纳跃迁，使不同塞曼子能级的原子布居可控。通过Stern-Gerlach动量分裂实现了原子云在不同超精细态的空间分离。通过设计干涉波包的适当重叠来达到干涉条纹的高可见度。由于不可控制的相位积累在马约拉纳过渡，每个单独的自旋的相位被发现受到不可再现的移动在多个实验运行。然而，跨不同自旋的相对相位是稳定的，为抗噪声的多分量并行干涉仪铺平了道路。
2019-07-31 cond-mat.quant-gas
Topological spin Meissner effect in exciton-polariton spinor condensate: constant amplitude solutions, half-vortices and symmetry breaking
我们将环形几何中激子-极化激元凝聚体的自旋迈斯纳效应推广到非平凡凝聚体波函数拓扑的情形。与传统的自旋迈斯纳态不同，拓扑自旋迈斯纳态原则上可以在任意高磁场下观察到，而不受简单连通几何中凝聚态临界磁场值的限制.拓扑迈斯纳态的一个特殊例子是半涡旋。我们发现，在没有磁场的情况下，在一个环中的半涡旋存在的基本半涡旋状态的叠加的形式，解决了最近的实验结果，这种令人困惑的叠加观察。此外，我们表明，如果要观察到一个纯粹的半涡旋状态，一个非零的磁场的一个特定的幅度需要施加。研究TE-TM分裂下的激子-极化激元环，我们观察到自旋迈斯纳态，它通过发展非均匀密度分布打破了系统的旋转对称性。我们分类的各种状态出现在非零TE-TM分裂的基础上，他们可以继续从什么状态，通过增加TE-TM分裂参数从零。随着TE-TM分裂的进一步增加，对称性破缺的态可以转变为稳定的半暗孤子，因此可以作为一个有用的工具来产生各种非平凡态的旋量凝聚体。
2016-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Spin-orbit coupling induced separation and hidden spin textures in spin-1 Bose-Einstein condensates
本文用解析和数值方法研究了外抛物势场中自旋轨道耦合自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体的基态。当自旋-轨道耦合强度$κ$与囚禁势相当时，在平面波和条纹相中，旋量凝聚体各组分的密度分布中心明显偏离囚禁中心.当$κ\gg1$时，该偏差的幅度随着$κ$变得越来越大而减小。相应地，周边半skyrmions纹理出现。这种偏离可以通过在$z$方向上的不均匀磁矩$\mathcal{F}_z$来反映。通过外势阱的操纵，$\mathcal{F}_z$的局域强度可以得到明显的提高.这种$\mathcal{F}_z$的增加在凝聚体的方涡晶格相中也被观察到。
2012-10-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
The static properties, i.e., existence and stability, as well as the quench-induced dynamics of vortex-bright type excitations in two-dimensional harmonically confined spin-1 Bose-Einstein condensates are investigated. Linearly stable vortex-bright-vortex and bright-vortex-bright solutions arise in both antiferromagnetic and ferromagnetic spinor gases upon quadratic Zeeman energy shift variations. Their deformations across the relevant transitions are exposed and discussed in detail evincing also that emergent instabilities can lead to pattern formation. Spatial elongations, precessional motio…
2022-11-30 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Realization of a Synthetic Hall Torus with a Topological Charge Pump in a Spinor Bose-Einstein Condensate
Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）；Department of Physics, University of Mumbai（孟买大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文学系）；Department of Physics, National Tsing Hua University（国立清华大学物理系）
利用极化玻色-爱因斯坦凝聚体在环形陷阱中实现合成霍尔环，通过控制相位实现密度调制，研究量子霍尔物理和拓扑现象。
2026-10-26 cond-mat.quant-gas
Two-dimensional composite solitons in Bose-Einstein condensates with spatially confined spin-orbit coupling
近年来研究发现，自旋轨道耦合可以在二维自由空间中的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中产生稳定的物质波孤子。由于受外部激光照射的影响，有效的SO耦合也可以应用于空间受限的区域。利用数值方法和变分近似（VA），我们建立了半涡旋（SV）和混合模（MM）类型的二维孤子族，并探讨了它们的稳定性，假设SO耦合强度在径向上为高斯分布.最重要的结果是识别，通过VA和数值方法，的最小尺寸的空间限制的2D系统保持稳定的SV和MM类型的孤子。
2019-03-14 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Topological interfaces crossed by defects and textures of continuous and discrete point group symmetries in spin-2 Bose-Einstein condensates
本文解析构造穿越自旋-2玻色–爱因斯坦凝聚体拓扑界面的涡旋、磁单极子与非对易线缺陷，并结合数值模拟揭示复合缺陷核心结构。
2023-12-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft hep-th
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
Fate of Topology in Spin-1 Spinor Bose-Einstein Condensate
由冷原子系统产生的激子之一是实现和探索源于凝聚体的多组分性质的各种拓扑相的可能性。流行的例子是反铁磁（AFM）和铁磁（FM）相的三组分原子凝聚体与有效自旋为1，不同的拓扑流形可以分配。从同伦的考虑出发，可以得出不同种类的拓扑亏损在每个流形中都是稳定的。例如，Skyrmionic纹理被认为是二维AFM自旋1凝聚体中的稳定拓扑对象。反对这种普遍的看法，在这里，我们表明一个新的波函数分解方案的基础上，没有物理参数制度，其中自旋1凝聚的时间动力学可以单独在AFM或FM流形内描述。完全在一个特定相内准备的定拓扑数的初始状态必须立即演化为混合状态。因此，AFM或FM的子流形内的拓扑和拓扑稳定性的概念变得无效。数值模拟揭示了线性塞曼效应是一种有效的催化剂，可以从完全在一个特定子流形内制备的初始拓扑对象中提取交替分量，为多组分玻色-爱因斯坦凝聚体的“拓扑工程”提供了一种潜在的新工具.
2013-09-23 cond-mat.quant-gas
We present the phase diagram, the underlying stability and magnetic properties as well as the dynamics of nonlinear solitary wave excitations arising in the distinct phases of a harmonically confined spinor $F=1$ Bose-Einstein condensate. Particularly, it is found that nonlinear excitations in the form of dark-dark-bright solitons exist in the antiferromagnetic and in the easy-axis phase of a spinor gas, being generally unstable in the former while possessing stability intervals in the latter phase. Dark-bright-bright solitons can be realized in the polar and the easy-plane phases as unstable …
2021-02-14 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Energetic stability of coreless vortices in spin-1 Bose-Einstein condensates with conserved magnetization
我们发现，在旋量凝聚纵向磁化守恒提供了一个稳定的机制，为一个无核涡旋相印在极性凝聚。稳定涡旋可以形成具有不同的小距离和大距离拓扑的复合拓扑缺陷：内部铁磁无核涡旋不断向外部奇异、单量子化的极涡旋变形。一个类似的机制也可以稳定在极性相的非奇异的织构。弱的磁化被证明是不稳定的铁磁相的无芯涡旋。
2013-10-21 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Self-Ordered Supersolid in Spinor Condensates with Cavity-Mediated Spin-Momentum-Mixing Interactions
CAS Key Laboratory of Theoretical Physics, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所、中国科学院理论物理重点实验室）；CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学、中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
研究通过光腔与泵浦场的相互作用，在旋极子凝聚体中实现自有序超固体，揭示了其无阻尼的零点振动模式，并提出新的实现方案。
2024-04-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical spin properties of confined Fermi and Bose systems in presence of spin-orbit coupling
由于最近的实验进展，可调自旋轨道（SO）相互作用代表了量子阱和冷原子系统中的极化和动力学自旋性质的控制的理想候选人。因此，详细了解SO耦合系统中的自旋性质是自旋电子学和量子计算机背景下可能的新应用或改进的一个令人信服的先决条件。在这里，我们分析的情况下，平等的Rashba和Dresselhaus耦合均匀和横向限制的二维系统。从单粒子图像开始，随后引入两体相互作用，我们观察到可以在系统中诱导并维持周期性的自旋涨落。通过分析推导，我们表明，两体相互作用不涉及退相干效应的玻色子二聚体，并在排斥性均匀费米气体，它甚至可以利用结合SO耦合诱导和调谐驻电流。通过进一步研究谐波横向约束的影响-一个特别有趣的情况下，玻色凝聚-我们的证据可能出现的非平凡{ \it自旋纹理}，而进一步应用的小塞曼型相互作用可以利用微调系统的极化率。
2016-03-31 cond-mat.quant-gas
