Chiral $p\pm ip$ superfluid on a sphere
本文研究了二维球体上的无自旋费米子$p\pm ip$超流体。使用超流流体力学，我们表明，基态必然表现出拓扑缺陷：无论是一对基本涡或域壁之间的$p\pm ip$阶段。在拓扑非平凡BCS阶段，我们确定了定位在拓扑缺陷的手征费米子模式，并计算其低能谱。
2016-01-26 cond-mat.quant-gas hep-th nucl-th
Metastability, excitations, fluctuations, and multiple-swallowtail structures of a superfluid in a Bose-Einstein condensate in the presence of a uniformly moving defect
通过求解Gross-Pitaevskii（GP）和Bogoliubov方程，研究了二维环面中存在匀速运动缺陷势时玻色-爱因斯坦凝聚体中超流性的亚稳性.我们计算了总能量和动量随运动缺陷驱动速度的变化，并在临界速度附近发现了具有负有效质量的亚稳态。我们还发现，在有限尺寸的环面的第一激发能（能隙）关闭在临界速度，它服从四分之一幂律标度，和密度的动力学涨落（序参量的幅度）的强烈增强的临界速度附近。我们通过计算量子耗尽证实了我们的结果在临界速度附近的有效性。通过对GP方程不稳定定态解的计算，我们发现了一种非常规的燕尾结构（多燕尾结构）。
2015-05-12 cond-mat.quant-gas
Observation of self-patterned defect formation in atomic superfluids -- from ring dark solitons to vortex dipole necklaces
本研究在二维原子超流体中通过淬灭圆形盒势阱实验实现了环暗孤子的产生，观测到其横向不稳定性导致圆形涡旋偶极阵列的图案化形成，并揭示了涡旋解绑、钉扎及稀疏脉冲发射等动力学过程，为研究多维暗孤子和拓扑缺陷开辟了新途径。
2023-09-09 cond-mat.quant-gas
Proposal for interferometric detection of topological defects in modulated superfluids
费米子之间的吸引力相互作用可以产生超流体基态，其中成对的上下自旋以协调一致的舞蹈旋转在一起。上下费米子数量的不平衡是如何影响这种舞蹈的呢？额外的费米子是站在一边，还是扰乱了舞蹈？最有趣的可能性是调制超流态的形成，称为LO相，其中多余的费米子自组织成域壁，其中配对幅度改变符号。尽管有50年的理论和实验工作，迄今为止还没有直接观察到LO相位。在这里，我们提出了一个实验，其中两个费米子云，准备与不平等的人口不平衡，被允许扩大和干扰。干涉条纹中的拉链图案是LO物理的明确证据。此外，由于实验是在时间和两个空间方向上解决的，我们预计即使在有限的温度下（当热波动破坏随时间平均的长程LO阶时）也会有可观察到的签名。
2011-06-20 cond-mat.quant-gas
Unvortex Lattice and Topological Defects in Rigidly Rotating Multicomponent Superfluids
Technion（以色列理工学院）；Imperial College London（帝国理工学院）
本研究从大自旋视角分析旋转铁磁自旋旋量凝聚体，发现由黎曼-胡尔维茨公式预言的新型拓扑点缺陷与非涡旋晶格，数值结果验证了该发现且表明其在小自旋体系中仍存在。
2025-10-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft math-ph
Path-Integral Ground-State and Superfluid Hydrodynamics of a Bosonic Gas of Hard Spheres
利用精确零温路径积分基态（PIGS）蒙特卡罗方法和超流体流体动力学方程，研究了硬球玻色子气体。实施PIGS方法以通过大范围的气体参数$na^3$（具有$n$的数密度和$a$的s-波散射长度）计算散装系统的每粒子能量和冷凝物分数，从稀气体到固相。然后采用Maxwell构造来确定在$na^3=0.278\pm 0.001$的冻结和在$na^3=0.286\pm 0.001$的熔化。在液相中，其中冷凝物分数是有限的，超流体流体动力学方程，基于PIGS状态方程，用于找到作为气体参数的函数的其他相关量：化学势，压力和声速。此外，在费曼近似下，从PIGS静态结构因子，我们确定了完整的激发光谱，当气体参数接近冻结值时，它显示出极大-回旋行为。最后，利用PIGS状态方程求解了轴对称简谐约束下玻色子系统的超流流体动力学方程，得到了系统的集体呼吸模式。
2013-11-03 cond-mat.quant-gas
Structured Weyl Points in Spin-Orbit Coupled Fermionic Superfluids
我们证明了在三维Weyl半金属和超流体中广泛研究的Weyl点可以形成一对非退化的无隙球。这样的一束两个球的特征在于具有完全能隙的流形的三个不同的拓扑不变量，即，在一个展开的球体内的0 D点的陈数，围绕原始Weyl点的1D回路的缠绕数，以及包围整个束的2D表面的陈数。我们证明了这种结构化的Weyl点可以在自旋轨道耦合和塞曼场作用下的三维简并费米气体的超流准粒子谱中实现，从而支持Fulde-Ferrell超流作为基态.
2016-04-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Superfluidity of Bose-Einstein condensates in toroidal traps with nonlinear lattices
研究了在环形准一维势阱中存在周期性散射长度调制时玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的超流性质。几种类型的稳定的周期波的存在，范围从几乎均匀的弱相互作用和等距孤立子的非常破碎的链，证明。我们表明，这些波可以支持持久的原子流和声波与光谱的Bogoliubov型。碎裂的凝聚体可以被看作是约瑟夫森结的阵列，而电流则是直流约瑟夫森效应的BEC表现。线性缺陷对BEC超流性的影响也进行了研究。我们发现，对于亚临界速度，线性缺陷是静态的相对于晶格（而冷凝物移动相对于光晶格和缺陷）保持BEC超流性。
2012-01-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Topological Superfluid Defects with Discrete Point Group Symmetries
离散对称性在空间上无处不在，但往往隐藏在系统的内部状态中，在那里它们可能产生特别深远的影响。在这项工作中，我们创建和验证原子旋量玻色-爱因斯坦凝聚体，尽管其连续的字符和内在的空间各向同性，表现出复杂的离散多面体对称性在其拓扑缺陷的奇异磁相。使用精心定制的旋量旋转和微波跃迁，我们工程师奇异线缺陷的量子化条件，交换统计和动力学从根本上决定了这些基本的对称性。我们展示了如何填充涡线奇点与原子在各种不同的阶段导致核心结构，具有丰富的离散和连续对称性的组合磁接口。这种缺陷具有不可交换的性质，可以提供非传统的量子信息和干涉测量的实现。
2022-03-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con hep-th
Superfluid to Mott transition in a Bose-Hubbard ring: Persistent currents and defect formation
在这里，我们重新审视Kibble-Zurek机制的超流玻色子慢慢地驱动整个过渡到莫特绝缘相。利用含时变分原理和树张量网络相结合的方法，我们研究了在32个格点上具有人工经典规范场的一维环形玻色-哈伯德模型中退火过程中的电流.我们发现，超流电流显示，在最初的减少，持续振荡的生存，即使当系统内的莫特绝缘相。我们证明了这种振荡的振幅与剩余能量有关，表征了在跨越量子临界点时产生的缺陷，而它们的频率与莫特绝缘相的谱隙相匹配。我们的预测可以在未来的原子电子学实验中得到验证中性原子在环形陷阱。我们相信，所提出的设置提供了一个有趣的，但简单的平台，研究非平衡量子动力学的持续电流的实验。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological superfluid phases of an atomic Fermi gas with in- and out-of-plane Zeeman fields and equal Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling
本文分析了面内和面外塞曼场对具有相同Rashba-Dresselhaus（ERD）自旋轨道耦合（SOC）的费米气体的BCS-BEC演化的影响。我们表明，该系统的基态涉及新的无隙超流相，可以区分相对于零激发能的动量空间区域的拓扑结构。对于质心动量为零的类BCS均匀超流相，根据塞曼场和SOC的组合，零可能对应于一个或两个双简并球，两个或四个球，两个或四个凹球，或者一个或两个双简并圆。拓扑结构的这种变化标志着不同超流相之间的量子相变，并在一些热力学量上留下他们的签名。我们还分析了具有有限质心动量的类Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）非均匀超流相的可能性，并得到了更丰富的相图。
2013-05-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hydrodynamics of vortices in Bose-Einstein condensates: A defect-gauge field approach
这项工作纠正了通常用于描述超流速度场的流体动力学方程，以这种方式，涡动力学也被考虑在内。在量子湍流领域中，与经典湍流中的纳维-斯托克斯方程类似的方程的正确形式是非常重要的。这里，通过仔细考虑经常被忽视的多值性质的$U(1)$相位场，这样的方程获得。这种方法为玻色-爱因斯坦凝聚体中量子涡旋动力学的一些数值观测特征提供了精确的解析解释，如涡旋线重连的普遍$t^{1/2}$行为。它还扩展了这些结果超出了Gross-Pitaevskii理论，使一些功能可以推广到其他系统，如超流$^{4}$ He，偶极凝聚体，和不同的超流系统的混合物。
2017-02-15 cond-mat.quant-gas
Superfluidity of Light and its Break-Down in Optical Mesh Lattices
由于量子气体和非线性光学之间的相似性，流体动力学现象可以用光来观察。在这封信中，我们报告了（1+1）维非线性光学网格晶格中光的超流性质的实验研究，其中光脉冲的到达时间起着合成空间维度的作用。静止时空间狭窄的缺陷用于在光的流体中激发声波并测量声速。超流的临界速度是通过观察由移动缺陷沉积的能量的阈值来探测的，超过该阈值，表观超流行为就崩溃了。我们的观察建立光学网格晶格作为一个有前途的平台，研究流体的光在新的制度的跨学科的兴趣，包括非厄米和/或拓扑物理。
2021-11-09 cond-mat.quant-gas physics.optics
Effect of an Impurity on Grey Soliton Dynamics in Cigar-Shaped Bose-Einstein Condensate
在雪茄形玻色-爱因斯坦凝聚体中，得到了描述缺陷-灰孤子动力学的耦合平均场方程的显式解，证明了灰孤子与局域缺陷的共存.与暗孤子中缺陷俘获中心的超流密度为零的情况不同，运动的灰孤子在缺陷处必然具有有限的超流分量。杂质的波矢受灰孤子速度的控制，灰孤子的速度有一个上界。结果表明，杂质的存在降低了灰孤子的速度，与无缺陷的情况相比，它可以达到声速。灰孤子的能量通过与缺陷的相互作用而得到实质性的改变，从而打开了通过缺陷动力学控制灰孤子的可能性。
2010-12-27 cond-mat.quant-gas
Defect-induced supersolidity with soft-core bosons
40多年前，Andreev、Lifshitz和Chester提出可能存在一种特殊的物质固相，由于自组装晶体的基态中形成零点缺陷，其微观成分可以无阻力地超流体流动。然而，在实验和理论上，仍然需要找到一个明确建立这种机制的物理系统。本文研究了具有有限程软核相互作用的二维玻色子的零温相图。对于低的颗粒密度，该系统被示出为具有固相，其中零点空位自发地出现，并通过晶体的颗粒的超流流动给米。这提供了第一个与Andreev-Lifshitz-Chester方案一致的缺陷诱导的连续空间超固体的例子。
2014-02-06 cond-mat.quant-gas
Kibble-Zurek universality in a strongly interacting Fermi superfluid
在连续的相变附近，具有不同微观起源的系统显示出普遍的动力学，如果它们的基本对称性是相容的。在热淬火系统中，用于创建拓扑缺陷的Kibble-Zurek机制通过特征幂律指数揭示了这种普遍性，该指数捕获了缺陷密度对淬火速率的依赖性。在这里，我们报告的观察Kibble-Zurek的普遍性在一个强相互作用的费米超流体。由于系统的微观描述是从玻色子调谐到费米子，淬火形成的旋涡揭示了一个恒定的标度指数所产生的$U(1)$规范对称性的系统。对于快速淬火，破坏性的涡旋碰撞导致其密度的饱和，其值可以普遍缩放的相互作用依赖的涡核面积。
2019-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Floquet Topological Superfluid and Majorana Zero Modes in Two-Dimensional Periodically Driven Fermi Systems
我们提出了一种简单的方法来实现二维Floquet拓扑超流体的周期性调整的平方光晶格势的深度。我们证明了周期驱动可以诱导平凡超流体和Floquet拓扑超流体之间的拓扑相变。对于这个系统，我们验证了异常的体积边界对应，即强大的手征Floquet边缘状态可以出现，即使当所有的散装Floquet带的缠绕数为零。我们建立了两个Floquet Majorana零模分离的准能量空间中的存在性，与$\varepsilon_{0,π}=0,π/T$的拓扑缺陷。
2014-10-19 cond-mat.quant-gas
Heavy Solitons in a Fermionic Superfluid
拓扑激发在自然界中随处可见，在蛋白质和DNA中，作为晶体中的位错，作为超流体和超导体中的涡旋和孤立子，并且通常在破磁相变之后。在费米子系统中，拓扑缺陷可以为费米子提供束缚态，这通常对系统的输运性质起着至关重要的作用。著名的例子有涡核中的Andreev束缚态、相对论量子场论中的分数电荷孤子以及聚合物高电导率的无自旋电荷孤子。然而，电子系统中拓扑缺陷的自由运动受到杂质钉扎的阻碍。在这里，我们创建长寿命的孤子在强相互作用的费米子超流的超流波函数的印记相步骤，并直接观察它们的振荡运动中被困的超流。当相互作用从紧密束缚的分子的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）状态向长程库珀对的巴丁-库珀-施里弗（BCS）极限调谐时，孤子的有效质量急剧增加到其裸质量的200倍以上。这表明它们充满了Andreev态和强烈的量子涨落。对于幺正费米气体，质量增强比平均场博戈留博夫-德热内斯理论的预期大50倍以上。我们的工作为超冷原子气体中Andreev束缚态的实验研究和控制铺平了道路。在自旋不平衡的存在下，这里产生的孤子代表了长期追求的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）状态的移动库珀对的一个限制。
2013-02-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct imaging of the order parameter of an atomic superfluid using matterwave optics
提出了一种直接测量超冷原子超流中复杂相分布、超流密度和速度场的方法。该方法利用物质波聚焦将气体的动量分布映射到真实空间，并通过特制的光学势操纵气体的振幅和相位。这使得有可能在光学显微镜中找到众所周知的技术的类似物，例如Zernike相衬成像，暗场成像和纹影成像。将这些想法直接应用于超流体的宏观波函数的水平，将允许可视化有趣的效应，如相位波动和拓扑缺陷，并使测量输运性质，如涡度。
2019-11-25 cond-mat.quant-gas
Suppressed solitonic cascade in spin-imbalanced superfluid Fermi gas
冷原子实验为超流体动力学提供了宝贵的信息，包括拓扑缺陷的衰变级联。虽然玻色系统的级联性质已经很好地建立起来，但我们对费米系统中它们的行为的理解非常有限，特别是在自旋不平衡系统中，超流体（配对）和正常（未配对）粒子自然共存，导致原子云的复杂空间结构。在这里，我们表明，基于一个新开发的微观方法，拓扑缺陷的衰变级联显着修改的自旋极化。我们证明，衰减级联结束在不同的阶段：“暗孤子”，“涡环”或“涡线”，这取决于偏振。我们揭示了这是由于未成对粒子进入孤子的内部结构。因此，涡旋重联受阻，我们预计量子湍流现象可以显着影响，表明新的物理诱导的偏振效应。
2018-06-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Topologically non-trivial superfluid phases and Majorana fermions from Kohn-Luttinger effect
单组分（或自旋极化）费米子原子的自旋三重态p波超流体是一种拓扑超流体。在2D这样的超流体支持零能量拓扑马约拉纳费米子激发序参量缺陷，如旋涡和样品的边缘。在3D中，这些超流体支持拓扑保护的狄拉克点在体光谱和平面马约拉纳弧。尽管有这样的前景，但无论是从直接的p波费什巴赫共振还是间接地从最近提出的人工自旋轨道和塞曼耦合中产生自旋三重态p波单物质费米超流体，在技术上都是具有挑战性的。在这里，我们表明，这样的拓扑超流体可以更简单地创建通过使用Kohn-Luttinger效应应用到两种自旋极化费米子的密度不平衡。我们将讨论如何拓扑Majorana激发所产生的超流体可以使用最近开发的实验技术来确定。
2012-02-26 cond-mat.quant-gas
Abnormal Quantum Gravity Effect: Experimental Scheme with Superfluid Helium Sphere and Applications to Accelerating Universe
从引力起源于物质与真空之间的耦合和热平衡的一般假设出发，通过对牛顿引力定律的推导和对经典物体间引力相互作用的解释，考虑了波包在宏观尺度上离域的粒子的宏观量子引力效应.在这项工作中，我们预测一个异常的排斥引力效应。对于充满超流氦的球，在球内放置重力仪，利用重力加速度$Δg/g$低于$10^{-8}$的灵敏度可以检验反常量子引力效应，满足现有的原子干涉仪、自由落体绝对重力仪和超导重力仪的实验技术要求。我们进一步提出了一个包含引力量子效应的自洽场方程。作为这个场方程的一个应用，我们给出了由于暗能量而加速的宇宙的一个简单解释。基于暗能量起源于物质与真空耦合产生的真空激发的量子引力效应的观点，在不引入任何拟合参数的情况下，计算出暗能量密度与物质（包括暗物质）密度之比为2.2，这与各种天文观测结果的7/3定量吻合。
2018-12-04 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Majorana corner pairs in a two-dimensional $s$-wave cold atomic superfluid
我们提出了一种在二维冷原子光晶格上利用$s$波超流配对在印迹缺陷的角上制备Majorana对的方法。与以前的方案不同，我们的方案依赖于自旋轨道耦合的符号翻转在角落里，这可以在实验中通过调整入射拉曼激光的角度进行调谐。马约拉纳角对被发现位于两个政权之间的界面，具有相反的自旋轨道耦合强度，在anticcampaign方向，并对某些持续的扰动是强大的。我们的工作提供了一种新的方式来实现和操纵马约拉纳对与现有的冷原子技术。
2020-06-12 cond-mat.quant-gas
A magnetic monopole in a superfluid bubble
CNR-INO（意大利国家研究委员会光电子研究所）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）
研究超流泡中磁单极子，通过大量量子涡旋动力学构建狄拉克单极子框架，电荷由超流密度固定并满足量子化条件，预测类似回旋加速器的涡旋运动，还发现拓扑挫折导致赤道涡旋项链形成，确立球形超流体为探索狄拉克单极子物理的平台。
2026-07-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet-engineering of nodal rings and nodal spheres and their characterization using the quantum metric
表现出节线或节面的半金属代表了一类新型的拓扑物质状态。虽然传统的外尔半金属表现出动量空间狄拉克单极，但这些更奇特的半金属可以具有类似于扩展单极的不寻常的拓扑缺陷。在这项工作中，我们描述了一个方案，通过该方案，节点环和节点球可以实现在合成量子物质通过定义良好的驱动协议。作为我们工作的一个中心结果，我们通过量子度规来描述这些节点缺陷，量子度规是一个与量子态几何相关的规范不变量。在节点环的情况下，其中的Berry曲率和传统的拓扑响应是不存在的，我们表明，量子度量提供了一个可观察到的签名，这些扩展的拓扑缺陷。此外，我们证明了量子度量测量可以用来直接检测与节点球相关的拓扑电荷。我们讨论了可能的实验实现的Floquet节点缺陷在几个层次的原子系统，铺平了道路的Floquet扩展单极子在量子物质的探索。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-th
Decay of superfluid currents in the interacting one-dimensional Bose gas
基于Lieb和Liniger模型研究了环形阱中一维玻色气体的超流性质。虽然一维玻色气体具有非经典转动惯量，并表现出速度的量子化，但电流的亚稳性敏感地依赖于气体中相互作用的强度：相互作用越强，电流衰减得越快。结果表明，由于第一超流态具有零能量和有限激发几率，在热力学极限下朗道临界速度为零。我们计算了环电流的能量耗散率的存在下，弱缺陷，这应该是观察到的实验时间尺度。
2009-10-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
An acoustic black hole in a stationary hydrodynamic flow of microcavity polaritons
我们报道了超流流体动力学效应的实验研究，在一维极化激元流体沿横向图案化的半导体微腔流动，并击中一个微米级的工程缺陷。在高激发功率下，在极化激元动力学中观察到超流传播效应，特别是，在缺陷位置形成尖锐的声学视界，分离亚音速和超音速流动的区域。我们的实验结果定量再现广义Gross-Pitaevskii方程的基础上的理论计算。通过光子相关测量来观察霍金辐射的前景被阐明。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
