Spin and mass superfluidity in ferromagnetic spin-1 Bose-Einstein condensate
研究了铁磁自旋1的玻色-爱因斯坦凝聚体中自旋和质量超流的共存和相互作用。超流性只有在单轴各向异性（线性和二次塞曼效应）的存在下才是可能的。这是从序参数空间（真空流形）的拓扑学得出的。根据朗道判据，临界相位梯度，无论是质量和自旋超导电流，消失在相变从易平面的易轴各向异性。然而，在相变时，质量超流仍然是可能的。这是因为朗道判据只对非奇异涡的不稳定性发出信号，而非奇异涡的质量流和自旋流的循环之间具有特殊的比率。由这些涡旋产生的相位滑移不足以使超电流完全衰减。超电流的完全衰减需要另一种拓扑类和更大能量的涡旋的相位滑移。这些相位滑移被抑制的高能障碍的上临界速度（梯度）超过朗道临界速度。在从易轴各向异性到易轴各向异性的相变过程中，上临界速度在临界点处不为零，也不存在任何反常现象。
2018-06-21 cond-mat.quant-gas
Quantum Phase Slips: from condensed matter to ultracold quantum gases
量子相位滑移是一维超流体和低温超导体中的主要激发。它们在大多数凝聚态系统中已经得到了很好的表征，最近在基于量子气体的超流体中也观察到了它们存在的迹象。在这篇综述中，我们简要地总结了从超导体到量子气体的相位滑移研究所获得的主要结果。特别是，我们把我们的注意力集中在最近的实验结果的耗散在一维玻色超流体沿浅周期性的潜力，这表明签名的量子相位滑移。
2017-10-22 cond-mat.quant-gas
Acoustic radiation from vortex-barrier interaction in atomic Bose-Einstein condensate
本文研究了零温下存在高斯势垒时，被囚禁的稀原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋偶极子的动力学行为。屏障诱导的密度各向异性增强了涡旋偶极子的声辐射。这是由于凝结体密度与等势曲线的偏差以及涡偶极轨迹曲率的变化。由于声辐射，涡偶极子耗散能量并螺旋向冷凝物的边缘。因此，我们观察到的涡旋-反涡旋湮灭事件的增加。为了考察高斯势垒的影响，我们用微扰展开法估计了对高斯-费米凝聚密度的修正，结果与数值计算结果吻合得很好.
2014-05-13 cond-mat.quant-gas
Bogoliubov Theory of acoustic Hawking radiation in Bose-Einstein Condensates
本文应用薄玻色-爱因斯坦凝聚体的微观玻戈留波夫理论，分析了在声速视界存在下流动原子凝聚体中的量子涨落和热涨落。对于最简单的阶梯状视界的情况下，封闭形式的解析表达式被发现的光谱分布的模拟霍金辐射和密度关联函数。作为霍金辐射特征的结果而出现的特殊的长距离密度关联被证明是由有限的凝聚初始温度所加强的。分析结果与第一性原理数值计算结果吻合较好。
2009-07-24 cond-mat.quant-gas
Acoustic Superradiance from a Bose-Einstein Condensate Vortex with a Self-Consistent Background Density Profile
单涡存在时，玻色-爱因斯坦凝聚体速度势中的轴对称声扰动表现为在弯曲的（1+1）维洛伦兹时空中传播的最小耦合无质量标量场，并服从Klein-Gordon波动方程.到目前为止，这些扰动的放大散射的旋涡，作为声超辐射的表现形式，已被调查与一个恒定的背景密度。本文超越采用自洽的凝聚体密度分布，通过求解Gross-Pitaevskii方程的未绑定BEC。因此，根据径向变化的声速，声学黑洞的事件视界和能层的轨迹被修改。超辐射的瞬态功能在时域和频域中的光谱特征进行了研究。特别是，一个有效的能量势函数定义的光谱配方与声超辐射的存在和频率依赖性。数值结果表明，恒定背景密度近似低估了最大超辐射和最大超辐射出现的频率。
2019-04-17 cond-mat.quant-gas
Acoustic analogue of Hawking radiation in quantized circular superflows of Bose-Einstein condensates
本文提出了在环形约束势中加载原子玻色-爱因斯坦凝聚体中，利用声激发在持续电流上传播来模拟霍金辐射（HR）.该设置最初被创建为空间均匀的，然后切换到一个非均匀的配置，同时保持均匀的BEC密度。最终的设置允许实现具有不同的局部声速斜率的声波黑白事件视界。白洞视界附近的平滑斜率抑制了超音速区域的不稳定性。研究发现，密度-密度关联函数的舌形图案，代表了HR的声学模拟，的环形结构的半径和它所允许的离散声学模式的数量的强烈影响。有一个最小半径，使仿真的HR。我们还简要地讨论了可能的相似性质的物质-波声波黑洞到已知的普朗克尺度原始黑洞在量子引力中的稳定性之谜。
2020-09-30 cond-mat.quant-gas
An acoustic probe for quantum vorticity in Bose-Einstein condensates
本文研究了旋转玻色-爱因斯坦凝聚体中声波波前的变形。在无理流体流动中，Berry等人将这种变形确定为Aharonov-Bohm效应的流体动力学模拟。我们在玻色-爱因斯坦凝聚体中研究了这种效应，得到了所有波长下的Aharonov-Bohm相移。我们发现，这种变形的波前被认为是在相位和密度波动。对于大于恢复长度的波长，相位波动经历$2π$乘以绕组数的数量级的相移。我们还考虑了涡格。如果涡旋的角动量对齐，则总相移为$2π$乘以冷凝物中的涡旋数。由于这种行为，流体动力学Aharonov-Bohm可以用作量子涡旋的探针，其实验实现可以提供在实验室中研究量子湍流的另一种途径。
2015-04-02 cond-mat.quant-gas
Driving phase slips in a superfluid atom circuit with a rotating weak link
我们在环形原子（23 Na）玻色-爱因斯坦凝聚体周围观察到量子化持续电流态之间的相位滑移。这些相位滑移是由一个围绕环缓慢旋转的弱链接（一个局部区域的超流密度降低）引起的。这类似于在外部磁场存在下具有弱连接的超导回路的行为。当弱连接旋转得更快时，定义明确的相位滑移不再发生，涡旋进入冷凝物的主体。该系统的一个值得注意的特点是能够动态地改变弱连接，从而改变临界电流，这是一个很难在超导或超流氦电路中实现的特点。
2012-10-27 cond-mat.quant-gas
Exploring quantum phase slips in 1D bosonic systems
量子相位滑移，即一维超流体在低温下的主要激发，在大多数凝聚态系统中已经得到了很好的表征，除了超冷量子气体。在这里，我们提出了我们的实验研究的耗散在一维玻色超流体沿周期性的潜力，这表明存在量子相位滑移的签名。特别是，通过控制超流体的速度和玻色子之间的相互作用，我们显然能够驱动从热相位滑移到量子相位滑移的交叉。实现对超冷量子气体中量子相位滑移的良好控制需要控制其他现象，如临界速度下超流的破裂或强关联区域中莫特绝缘体的出现。在这里，我们展示了我们目前在这些方向上的结果。
2017-07-28 cond-mat.quant-gas
Universal damping behavior of dipole oscillations of one-dimensional ultracold gases induced by quantum phase slips
我们研究了一维量子气体中超流的量子相位滑移衰减，通过捕获势突然位移引起的偶极振荡。我们发现偶极振荡的阻尼率$G$和相滑移成核率$Γ$之间的关系为$G\propto Γ/v$，其中$v$是流速。这个关系使我们能够表明，一维玻色气体在光晶格中的阻尼，这已经在实验中得到了广泛的研究，是由于量子相位滑移。研究还发现，即使在没有显式杂质的情况下，阻尼率与流速的关系也服从杂质势的标度公式。我们认为，阻尼率在有限温度下表现出普遍的交叉行为时，改变流速。
2013-03-07 cond-mat.quant-gas
Quantum phase slips in one-dimensional superfluids in a periodic potential
研究了周期势作用下一维超流体超流的衰变。在一维情况下，零温超流可以通过相滑移的量子成核而衰减，即使流速远小于平均场论预测的临界流速。将瞬子方法应用于O（2）量子转子模型，计算了量子相滑$Γ$的成核率.当流动动量$p$较小时，我们发现每单位长度的成核率随着$p$的代数增加为$Γ/L \propto p^{2K-2}$，其中$L$是系统尺寸，$K$是Tomonaga-Luttinger参数。基于成核率与量子超流-绝缘体相变之间的关系，对周期势、无序势和单势垒势的成核率标度公式给出了统一的解释.利用时间演化的分块抽取方法，计算了一维玻色-哈伯德模型在单位填充时超流衰变的精确量子动力学。数值分析表明，该标度公式适用于玻色-哈伯德模型，可以定量描述光晶格中的玻色气体。
2012-02-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Coherent Quantum Phase Slip in two-component bosonic Atomtronic Circuits
相干量子相位滑移存在于超流体中涡旋的相干传输中。我们研究了这种现象中的两个混溶相干耦合组件的旋量玻色气体限制在一个环形陷阱。在每个组件上印上不同的涡旋态后，我们证明了在整个动力学过程中，尽管存在非线性，系统仍然处于两个电流态的线性叠加状态，并且可以映射到线性约瑟夫森问题。我们提出这个系统作为实现Mooij-Harmans量子比特的一个很好的候选者，并评论其在当前实验中使用$^{87}\mbox{Rb}$实现的可行性，因为我们使用了实验室中当前可用的物理参数值。
2016-03-18 cond-mat.quant-gas
Analogues of Josephson junctions and black hole event horizons in atomic Bose-Einstein condensates
我们研究了相干耦合原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的动力学过程。本文对环形和哑铃形结构中的约瑟夫森效应进行了理论研究。揭示了观测约瑟夫森效应的条件。我们发现，即使在超音速原子流中，环形凝聚体中的多电荷持续电流也是鲁棒的。在数值模拟中观察到了量子化超流中事件视界的声学模拟。这些理论发现为在现有实验装置上研究玻色约瑟夫森结和霍金辐射的声学模拟的量子方面开辟了前景。
2018-05-02 cond-mat.quant-gas
Acoustic superradiance from an optical-superradiance-induced vortex in a Bose-Einstein condensate
研究了在光学超辐射诱导涡旋态条件下，携带角动量的拉盖尔-高斯光束和声波同时从原子玻色-爱因斯坦凝聚体中散射的问题.我们导出了光-超流系统的平均场动力学方程，得到了控制系统元激发的方程，并得到了一个带源项的无质量Klein-Gordon方程。这个方程描述了声波在有效时空中的传播。利用简化的涡流排水浴缸模型，研究了涡流相声波的散射，得到了超辐射产生的条件。结果表明，拉盖尔-高斯光束在超流中引起的从均匀态到涡旋态的突变同时导致了光和声超辐射。
2014-04-24 cond-mat.quant-gas gr-qc
Quantised supercurrent decay in an annular Bose-Einstein condensate
研究了环形原子玻色-爱因斯坦凝聚体中多电荷超流的亚稳性和衰变。超电流对应于一个巨大的漩涡与拓扑电荷高达q=10的光学相位印记和检测干涉和运动学。我们观察到q=3的超流持续长达一分钟，并清楚地解决了其衰变的量化步骤的级联。这些随机衰变事件，与涡旋诱导的$2 π$相位滑移，对应于离散q值之间的原子的集体跳跃。我们证明了检测量子旋转状态的能力，保真度> 99%，这使得时间分辨的相位滑移动力学的详细定量研究。我们发现，如果超流速度超过临界速度与数值模拟的一致性很好，超电流迅速衰减，我们也观察到罕见的随机相位滑移的超流速度低于临界速度。
2012-06-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Oscillations and decay of superfluid currents in a one-dimensional Bose gas on a ring
我们研究了由局域势垒产生的缺陷存在下，印在相互作用玻色子的一维环上的超电流的时间演化。根据相互作用的强度和温度，我们确定各种动力学制度，电流振荡，自陷或随时间衰减。我们表明，动态捕获的双约瑟夫森模型，并涉及热或量子性质的相位滑移。
2019-11-20 cond-mat.quant-gas
Bipartite and tripartite entanglement in a Bose-Einstein acoustic black hole
研究了在玻色-爱因斯坦凝聚体中实现的类黑洞中的量子纠缠。该系统被描述为一个三模高斯态，我们构造了相应的协方差矩阵在零和有限的温度。我们研究了相关的二分和三分纠缠措施，并讨论了它们的实验观察。我们确定了一个简单的光学设置相当于模拟玻色-爱因斯坦黑洞，这表明一种新的方法来确定霍金温度和灰体因子的系统。
2021-07-02 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Contact resistance and phase slips in mesoscopic superfluid atom transport
我们已经在实验上测量了超流玻色子原子在介观系统中的传输：一个连接两个大水库的小通道。从远离平衡（超流体在一个单一的水库），我们观察到第一个电阻流过渡到超临界电流，其特征在于振荡。我们用一个简单的电子电路模型再现了这一完整的演化过程。我们比较我们的拟合电导两个不同的微观唯象模型。我们还表明，在我们的系统中的动态电感和有效电容估计的LC振荡的振荡是一致的。我们的实验提供了一个有吸引力的平台，开始探测的介观输运性质的稀释，超流体，玻色气体。
2016-06-06 cond-mat.quant-gas
Universal self-similar evolution of two-dimensional acoustic turbulence in Bose-Einstein condensates
Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
研究二维玻色 - 爱因斯坦凝聚体在非平衡态下的演化，通过对格罗斯 - 皮塔耶夫斯基方程及波动动力学方程数值模拟，识别出自相似解，其传播前沿动力学通用，由无量纲常数β控制并确定了β值。
2026-07-23 cond-mat.quant-gas nlin.CD
Quench induced collective excitations: from breathing to acoustic modes
Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of Oxford（牛津大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Northern Illinois University（北伊利诺伊大学）
研究淬火诱导的二维玻色-爱因斯坦凝聚体集体模，对比低能和高能行为，揭示低能区流体动力学理论与高能区声学振荡效应。
2025-12-13 cond-mat.quant-gas
Nucleation and kinematics of vortices in stirred Bose Einstein condensates
本文应用Gross-Pitaevskii理论中的Halperin-Mazenco方法研究了二维受搅拌的玻色-爱因斯坦凝聚体中量子涡旋的运动学和成核。我们引入一个光滑的缺陷密度场来测量超流涡量，它是一个拓扑守恒量。我们使用这个缺陷密度场及其相关的电流密度来研究在障碍物的排斥势内部发生的涡流斑图形成，并确定涡流成核和脱落的开始。我们表明，即使在没有涡旋成核的情况下，硬势内的相位滑移形成，而对于软势，它们只发生在临界搅拌速度以上，导致涡旋成核。Halperin-Mazenco形式主义提供了一种直接从Gross-Pitaevskii方程导出点涡动力学的优雅而精确的方法。
2022-10-26 cond-mat.quant-gas
The entropy of an acoustic black hole in Bose-Einstein condensates
计算了玻色-爱因斯坦凝聚体中$(1+1)$维声学黑洞的Hawking辐射的纠缠熵。我们使用的砖墙模型提出的t Hooft，适应的动量空间，为了解决的情况下，高频色散考虑。正如预期的那样，我们发现，在流体动力学极限的熵只取决于在近视界区域的盒子的大小，作为引力$(1+1)$维黑洞。当考虑色散效应时，我们发现一个修正依赖于以愈合长度为单位测量的近视界区域大小的平方，非常类似于在自旋为1/2的海森堡XX链的情况下发现的熵的普遍修正。
2011-11-11 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Decay mechanisms of superflow of Bose-Einstein condensates in ring traps
本文研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在排斥势环阱中的超流衰变。在最近的实验中，Kumar { \it et al.} [Phys. Rev. A { \bf 95}，021602（R）（2017）]已经测量了衰减速率对温度和屏障强度的依赖性。然而，在实验中观察到的衰变的起源仍然不清楚。基于Gross-Pitaevskii平均场论，利用Kramers公式计算了热激活相滑移（TAPS）引起的超导电流衰减率。由此产生的衰变率与实验中测量的衰变率相比是天文学上的小，因此排除了TAPS作为衰变机制的可能性。或者，我们认为三体损失可以与观察到的衰变相关，并预测可以通过减少原子数来观察通过TAPS的超导衰变。
2019-04-12 cond-mat.quant-gas
Acoustic white holes in flowing atomic Bose-Einstein condensates
我们研究了稳定流动的原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的声学白洞。当上游区域的流速从超音速变为下游区域的亚音速时，得到白洞结构。利用平均场论中的Gross-Pitaevskii方程数值研究了声子波包在白洞视界上的散射，发现了声学白洞的动力学稳定性，以及入射声子波包在视界上的非线性反作用.利用包含量子涨落的截断Wigner方法，数值研究了密度涨落的关联模式。描述了关联声子对的白洞辐射在视界附近的特征，讨论了它与声黑洞的霍金辐射的相似性和不同之处。特别是，一个短波长的功能被确定在密度关联函数，其幅度稳步增长的时间，因为形成的地平线。数值观测定量解释的Bogoliubov量子涨落的分析理论的白洞配置内的阶梯状视界近似的装置。
2010-09-30 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Resistive flow in a weakly interacting Bose-Einstein condensate
本文报道了在弱相互作用原子玻色-爱因斯坦凝聚体中通过弱连接的电阻流的直接观测。两个薄弱环节将我们的环形超流体原子电子电路分成两个不同的区域，一个源极和一个漏极。这些薄弱环节的运动允许在源极和漏极之间产生受控的流动。在弱连接速度的临界值，我们观察到从超流流的超流加阻力流的过渡。在流体力学极限下，我们观察到的电导率是4个数量级大于以前报道的玻色-爱因斯坦凝聚体与隧道结的电导率。与零温度Gross-Pitaevskii模拟和基于相位滑移的唯象模型的良好一致性表明，激发的产生在所产生的导电性中起着重要的作用。我们的电阻流测量阐明了耗散的微观起源，并为更复杂的原子电子器件铺平了道路。
2014-07-29 cond-mat.quant-gas
Acoustic quasibound states and tachyonic instabilities from binary Bose-Einstein condensates
本文研究双组分BEC涡旋中由正、负质量平方模式诱导的超辐射与快子不稳定性，揭示其与标量-张量引力中Kerr黑洞不稳定机制的类比，并提出未来模拟实验实现方案。
2024-08-01 cond-mat.quant-gas gr-qc
Acoustic black holes, white holes, and wormholes in Bose-Einstein condensates in two dimensions
本文通过研究二维玻色-爱因斯坦凝聚体中耦合位置依赖的Gross-Pitaevskii方程定态解，发现超音速区域对应的声学黑洞、白洞与虫洞类似物，还推导近似声学度规张量并得到均匀密度声学黑洞的霍金温度。
2024-12-15 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
The entropy of an acoustic black hole in Bose-Einstein condensates: transverse modes as a cure for divergences
我们考虑玻色-爱因斯坦凝聚体中声孔中通过霍金机制产生的声子的熵。在以前的论文中，我们研究了（1+1）维的情况下，在流体动力学的限制，并在考虑高频色散的情况下。在这里，我们扩展的分析，t Hooft砖墙模型的基础上，包括横向激励。我们表明，他们可以治愈红外发散出现在（1+1）维的情况下，作为声子的有效质量。在流体动力学的限制，高频色散被忽略，紫外发散仍然存在。相反，在色散的情况下，熵不仅是有限的，但它是完全固定的几何参数的系统。
2013-01-21 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Phonon-polaritons in Bose-Einstein condensates induced by Casimir-Polder interaction with graphene
我们考虑了二维玻色-爱因斯坦凝聚体与石墨烯片之间的机械耦合，通过电磁场的真空涨落，这是所谓的Casimir-Polder势的起源。通过推导出一组自洽的方程，控制石墨烯的凝聚体和弯曲（平面外）模式的动力学，我们可以表明一种新型的纯声学准粒子激发的形成，一种声子极化激元，由弯曲和Bogoliubov模式的量子的相干叠加产生。
2014-09-27 cond-mat.quant-gas
Transport of a Bose gas in 1D disordered lattices at the fluid-insulator transition
研究了准周期光晶格中一维准凝聚态的动量输运。我们观察到一个急剧的交叉从弱耗散政权的一个强烈的不稳定的无序依赖的临界动量。在非无序晶格的极限下，观测结果表明量子相位滑移对耗散的贡献。我们确定了一组关键的障碍和相互作用的强度，这种临界动量消失，从一个绝缘的流体制度。我们将我们的观察与预测的零温超流玻色玻璃化转变。
2013-07-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Acoustic oscillations in cigar-shaped logarithmic Bose-Einstein condensate in the Thomas-Fermi approximation
本文采用非线性近似和线性近似，研究了具有常数非线性耦合的对数波动方程所描述的雪茄形玻色-爱因斯坦凝聚体中密度涨落的动力学性质.结果表明，在强各向异性陷阱中，小密度波动沿凝聚块长轴的传播基本上是一维的，而在线性区域中，捕获势可以忽略不计。取决于非线性耦合的符号，波动或者采取几何对称脉冲和驻波的形式，或者变成具有变化幅度的振荡。利用弹性理论的概念，我们还研究了轴向简谐势阱中的凝聚态。线性粒子密度和能量也根据非线性耦合的值而表现不同。当能量为负时，密度随半径单调增长，而能量是密度的单调函数。对于正耦合，密度是从上到下的，而能量作为密度的函数单调增长，直到它达到全局最大值。
2022-06-24 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn quant-ph
Rayleigh surface wave interaction with 2D exciton Bose-Einstein condensate
描述了在半导体衬底上传播的瑞利表面声波（SAW）与位于衬底表面的双量子阱中激子气体的相互作用。我们研究了由于激子耦合引起的声表面波衰减及其速度重整化。SAW激子相互作用的变形势和压电机制。我们把我们的注意力集中在频率和激子密度的SAW吸收系数和速度重整化的温度以上和远低于激子气体的玻色-爱因斯坦凝聚的临界温度的依赖关系。我们表明，SAW衰减和速度重整化是强烈不同的临界温度以下和以上。
2014-09-19 cond-mat.quant-gas
Propagation of electromagnetic waves in Bose-Einstein condensate of atoms with dipole moments
研究了电磁波在既有固有偶极矩又有电场诱导的原子的玻色-爱因斯坦凝聚体中的传播。使用修改后的格罗斯-Pitaevskii方程，它考虑到松弛和与电磁场的相互作用。考虑两种情况：1）当电磁波的频散曲线与凝聚态激发的频散曲线不相交时; 2）当凝聚态激发的频谱有间隙且两条频散曲线相交时。在第二种情况下，两个分支杂交。结果表明，声波的传播可以伴随着电磁场的振荡。研究了偶极-偶极相互作用对玻色-爱因斯坦凝聚体中电磁波和声波传播特性的影响。
2014-08-07 cond-mat.quant-gas
Self-Similar acoustic white hole solutions in Bose-Einstein condensates and their Borel analysis
Purdue University（普渡大学）
本文研究了由Gross-Pitaevskii方程描述的非相对论性BEC的自相似配置，探讨了二维和三维中的奇点自相似解，并通过这些解分析声速与流速的临界转换，揭示了超音速区域的存在，从而提出了声学白洞的类比。
2024-12-15 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Vortices in a toroidal Bose-Einstein condensate with a rotating weak link
最近的一个实验[K.C. Wright et.等，Phys. Rev. Lett. 110，025302（2013）]，我们研究了环形捕获的玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化循环态之间的确定性不连续跳跃。这些相位滑移是由旋转薄弱环节产生的涡流激励引起的。我们分析了由旋转势垒控制的局域凝聚密度耗尽和原子超流对环形凝聚中涡旋的能量和动力学稳定性的影响。我们在一个三维耗散平均场模型中模拟的冷凝物的动力学参数类似的实验条件。此外，我们认为远远超出了实验探索区域的搅拌冷凝物的动力学，并揭示复杂的涡旋动力学令人惊讶的表现。
2014-09-22 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Collective Excitation Interferometry with a Toroidal Bose-Einstein Condensate
使用捕获和引导原子干涉仪的紧凑型惯性传感方案的精度受到由捕获势和相互作用引起的不受控制的相位误差的限制。在这里，我们提出了一个声学干涉仪，使用声波在一个环形的玻色-爱因斯坦凝聚体来测量旋转，我们实验证明了这种类型的干涉仪的几个关键方面。我们使用空间图案化的光束，以激发反传播的声波内的凝聚和使用\emph{in situ}吸收成像来表征其演变。我们提出了一种分析技术，通过该技术，我们分别提取的驻波声学模式的振荡频率，在捕获电位的静态缺陷所造成的频率分裂，以及由于旋转的驻波图案的特征进动。在解析和数值计算的支持下，我们解释了我们的测量中的噪声，这是占主导地位的原子散粒噪声，在旋转噪声。虽然我们的声学干涉传感器在$\sim \mbox{rad}\, \mbox{s}^{-1}/\sqrt{\mbox{Hz}}$水平上的噪声由于快速的声学阻尼和小的阱半径而很高，但是概念验证设备确实以比自由下落原子干涉仪高$10^4 - 10^6$倍的密度和小$10^9$倍的体积操作。
2014-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Self-organised Limit-Cycles, Chaos and Phase-Slippage with a Superfluid inside an Optical Resonator
研究了高Q光腔中受驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体与光场耦合的动力学相位。对于高场寻求原子在红色失谐的系统是已知的，以显示从空间均匀的稳定状态的过渡到一个自组织的规则晶格表现出超辐射散射到腔中。对于蓝原子泵浦失谐，粒子被排斥在光诱导光学势的最大值之外，从而抑制了散射。我们发现，这产生了一个新的动力学不稳定的自序相，导致出现的自序稳定的极限环，其特征在于大幅度自持振荡的凝聚体密度和腔场。极限环通过倍周期演化为混沌行为。大振幅振荡的冷凝物伴随着相位滑移通过孤子成核的速率增加的数量级的混沌政权。与封闭系统中的超流不同，这种耗散驱动的超流不会被孤子的增殖所破坏，因为动能会通过腔损耗被移除。
2015-07-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Departing from thermality of analogue Hawking radiation in a Bose-Einstein condensate
本文研究了一维玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子涨落，并实现了一个类声黑洞。考虑到倏逝通道和零模式，使得有可能准确地再现最近的密度关联函数的实验测量。我们讨论了霍金温度的确定，并表明，在我们的模型中，类似的辐射提出了一些显着的偏离热性。
2020-02-11 cond-mat.quant-gas gr-qc
Step-like discontinuities in Bose-Einstein condensates and Hawking radiation: dispersion effects
本文推广了文[1]的流体力学结果，并考虑色散效应，解析地研究了Bogoliubov声子在具有阶梯状间断的玻色-爱因斯坦凝聚体上的传播.我们重点研究了声学类黑洞组态形成过程中密度-密度关联中的霍金信号。
2011-05-27 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Stationary acoustic black hole solutions in Bose-Einstein condensates and their Borel analysis
该研究以Gross-Pitaevskii方程描述玻色-爱因斯坦凝聚运动，分析二维、三维奇异稳态解，结合数值方法与Laplace-Borel重求和等技术，探究声学黑洞类似物的存在性及解的性质。
2024-12-15 cond-mat.quant-gas gr-qc math-ph
Inherent nonlinearity of fluid motion and acoustic gravitational wave memory
我们考虑非线性声波在静止理想流体中的传播。利用一维空间非线性声学的Riemann波动方程，证明了在波尾带有常密度扰动的波产生类似于引力波的声学记忆。对于一般为$nonlinear$的声存储器，有效时空动力学的非线性不是由于爱因斯坦方程，而是由于理想流体方程的非线性。为了具体起见，我们采用了箱陷玻色-爱因斯坦凝聚体，并提出了一种观察声学引力波记忆的实验方案。
2022-01-24 cond-mat.quant-gas gr-qc
Low frequency gray-body factors and infrared divergences: rigorous results
通过将模方程的空间部分写成第二类线性Volterra积分方程，得到了球对称黑洞和玻色-爱因斯坦凝聚体声学黑洞的模方程的形式解.该解适用于球对称黑洞的s波或零角动量扇区中的无质量最小耦合标量场和一维玻色-爱因斯坦凝聚体声学黑洞的纵向扇区。利用这些解得到了零频极限下散射系数和灰体因子的严格解析表达式。它们也被用来研究对称两点函数及其衍生的两个函数的红外行为：Schwarzschild-de Sitter时空中无质量最小耦合标量场的点分裂应力-能量张量和玻色-爱因斯坦凝聚体声学黑洞的密度-密度关联函数.
2015-01-08 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Step-like discontinuities in Bose-Einstein condensates and Hawking radiation: the hydrodynamic limit
我们提出了一个详细的分析分析的顶部的玻色-爱因斯坦凝聚体与空间和时间的阶梯状的不连续性的流体力学极限的Bogoliubov声子的传播，并专注于一些功能的相关模式，特别是密度-密度相关。本文还讨论了该方法在研究类声黑洞组态中的应用。
2011-05-13 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Analog Kerr Black hole and Penrose effect in a Bose-Einstein Condensate
模拟物理学允许在实验室中模拟难以接近的物体，如黑洞。我们提出在极化子玻色-爱因斯坦凝聚体中实现角动量量子化的声学克尔黑洞。我们表明，度规的凝聚是等价的克尔的一个，表现出一个地平线和一个ergosphere。利用拓扑缺陷作为测试粒子，我们证明了一个类似的彭罗斯效应，提取旋转能量的黑洞。粒子的轨迹很好地描述了克尔度规的类时测地线，证实了模拟重力的潜力。
2018-12-10 cond-mat.quant-gas gr-qc
Gravitational Waves and Black Hole perturbations in Acoustic Analogues
本文利用玻色-爱因斯坦凝聚体中的流体力学/引力类比，提出通过外部势产生类引力波微扰来激发声学黑洞，使其通过声子发射实现弛豫。
2025-02-21 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-ph
Controlled acoustic-driven vortex transport in coupled superfluid rings
Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Georgia Southern University（佐治亚南方大学）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Lund University（隆德大学）；Universitá di Padova（帕多瓦大学）
研究通过分析双环超流体中持久电流振荡，揭示声学激发在涡流动力学中的作用，提出简化流体模型预测振荡频率和阻尼率，并展示通过调节环间势垒实现可控涡流转移。
2026-05-09 cond-mat.quant-gas
Interplay of Kelvin-Helmholtz and superradiant instabilities of an array of quantized vortices in a two-dimensional Bose--Einstein condensate
我们研究了二维玻色-爱因斯坦凝聚体中两个反向传播的超流之间的界面处的量子化涡旋阵列的动力学不稳定性的各种物理机制。显着不同的性质的不稳定性被发现占主导地位，在不同的流速制度。对于中等速度的两个流量是亚音速，涡晶格显示的流体动力学开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI）的量化版本，与涡卷起和共同旋转。对于超音速流动速度，KHI中涉及的振荡可以共振地耦合到在两侧的本体流体中传播的声激励。这使得KHI率被有效地抑制，而其他机制占主导地位：对于沿横向的有限和相对较小的系统，不稳定性涉及声波从涡格的重复超辐射散射;对于横向非束缚系统，辐射不稳定性占主导地位，导致局部波沿着涡格的同时增长以及声激励在体块中传播。最后，对于慢速度，KHI率本质上是慢的，另一个不稳定性相关的刚性横向位移的涡晶格由于附近的系统的边界被发现占主导地位。
2022-07-21 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Rossby waves in rapidly rotating Bose-Einstein condensates
我们预言并描述了旋转玻色-爱因斯坦凝聚体中一种新的集体模，它与物理学中的Rossby波非常相似。在快速旋转的制度，科里奥利力占主导地位的动态和作为一个回复力的声学漂移波沿凝聚。我们推导出一个非线性方程，其中包括零点压力和陷阱的非谐性的影响。它示出，这样的波具有负相速度，在相反的意义上的旋转传播。我们讨论了不同的平衡配置，并与那些从Escheras-Fermi近似。
2010-04-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Critical velocity for a toroidal Bose-Einstein condensate flowing through a barrier
我们考虑在最近的实验中采用的设置（Ramanathan等人2011 Phys. Rev. Lett. 106 130401）致力于研究在存在排斥性光学势垒的情况下环形玻色-爱因斯坦凝聚体的超流流动的不稳定性。使用Gross-Pitaevskii平均场方程，我们观察到，与我们在Piazza et al（2009 Phys. Rev. A 80 021601）中发现的一致，具有一个单位角动量的超流在临界强度的屏障处变得不稳定，并通过由涡旋-反涡旋线对湮灭执行的相位滑移机制衰减。虽然该图在定性上与实验结果一致，但Gross-Pitaevskii方程不能很好地再现测量的临界势垒高度，表明热波动可能起重要作用（Mathey等人，2012 arXiv：1207.0501）。作为另一种解释的差异，我们认为成像系统的有限分辨率的影响。在临界点处，障碍物附近的超流速度总是在该区域的声速$v_{\rm barr}=c_{\rm l}$的数量级。特别是，在流体动力学制度（在上述实验中没有达到），临界点是通过应用朗道标准内的障碍区。另一方面，Feynman临界速度$v_{\rm f}$远低于观测到的临界速度。我们认为，这是一个一般特征的Gross-Pitaevskii方程，我们有$v_{\rm f}=ε c_{\rm l}$与$ε$是一个小参数的模型。考虑到这些观测结果，关于超流体不稳定性的本质的问题仍然…
2013-04-26 cond-mat.quant-gas
Ramp-up of Hawking radiation in Bose-Einstein condensate analogue black holes
受Steinhauer及其同事最近实验的启发，我们提出了一个简单的模型，该模型描述了在玻色-爱因斯坦凝聚体中声学黑洞的形成，从而可以分析计算相应密度-密度相关器随时间的演化。我们展示了模拟的霍金辐射从一个明显偏离视界的“量子大气”区域中出现。在$T=0$下，甚至在初始温度T存在的情况下，都定量地研究了这一点，实验上总是这样。
2021-03-18 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Shape of a sound wave in a weakly-perturbed Bose gas
利用Gross-Pitaevskii方程研究了均匀玻色气体中静态杂质产生的声发射。杂质激发声波包，声波包在气体中传播。我们计算了这种波包在长波极限下的形状，并认为通过观察这种形状来提取杂质的性质是可能的。我们在这里说明了这种可能性玻色气体与被困杂质原子-一个相关的实验装置的一个例子。所给出的结果对于所有由非线性薛定谔方程描述的一维系统都是通用的，并且也可以用于非原子系统，例如，分析光在非线性光学介质中的传播。最后，我们计算了三维玻色气体假设球对称扰动的声波包的形状。
2021-02-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Formation of nonlinear X-waves in condensed matter systems
X波是齐次波动方程的局域波包解的一个例子，并且可以潜在地出现在与波动现象相关的任何物理领域，例如声学、电磁学或量子力学。它们已经在凝聚态系统中被预测，例如在光晶格中的原子玻色-爱因斯坦凝聚体，并且最近在激子-极化激元凝聚体中被观察到。在这里，我们表明，极化激元X波的结果从两个分离的波包，产生的局部双曲型色散关系和非线性相互作用的组合之间的干扰。我们发现在膨胀的自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中也可以观察到类似的X波结构。
2019-06-11 cond-mat.quant-gas
Quantum fluctuations around black hole horizons in Bose-Einstein condensates
我们研究了几种可以在一维玻色-爱因斯坦凝聚体流动中实现声学视界的实际构型。在每种情况下，我们给出了一个分析描述的流型，霍金辐射的频谱和相关的量子涨落。我们的计算证实了以前在简化模型中研究的密度涨落的非局域相关性也在现实构型中提供了一个清晰的霍金辐射特征。此外，我们解释了直接计算如何这种非本地信号涉及到短程修改的密度相关性。
2012-01-18 cond-mat.quant-gas gr-qc nlin.PS
Observing Hawking radiation in Bose-Einstein condensates via correlation measurements
在一般情况下，在天体物理学背景下观察黑洞（霍金辐射）产生量子粒子是没有希望的。然而，霍金效应只取决于存在视界时波传播的运动学性质，它也存在于非引力背景下，例如在经历超音速流动的静止流体中。我们提出的结果如何观察模拟霍金辐射的玻色-爱因斯坦凝聚体的密度相关的直接测量由于声子对（霍金量子伙伴）创建的声学视界。
2012-12-21 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
